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【连载二】基于PREEvision的智能网联EE架构开发


智能网联汽车,其核心是车辆的环境感知、决策控制、人机交互和车联网等功能域,同时也包含了传统汽车的功能如信息娱乐域、车身域和动力域。智能网联汽车需要强大的环境感知能力、信息处理能力和实时决策与控制能力把智能交通、地图、定位、通讯、云、大数据等进行系统集成,故车辆与云端、车辆与车辆之间、车辆内部的各个ECU之间通信的速率和数据量都将比传统汽车高出几个数量级。这些需要由多种复杂的硬件、软件和高速通信总线共同实现,并将在很大程度上决定智能车辆的功能实现的可扩展性和性能的可靠性。

车载Ethernet能够非常好的解决大数据量的信息交互,而基于AVB的下一代协议TSN(时间敏感网络)也将提供非常优秀的实时性。因此未来的智能网联汽车上的主干网络将会被Ethernet完全替代。

以太网的架构设计过程中,采用面向服务的架构设计(service-oriented architecture),简称为SOA架构设计。


1、SOA架构设计理念

区别于传统CAN总线面向信号的设计思路,在以太网设计过程中,开发人员需要在逻辑层面将功能抽象为服务(service)的方式进行架构设计。

以太网SOA设计,需要开发人员明确4个问题:Who (Provider) provides What (Service) to Whom(Consumer) and How(Service Interface)

通常情况下,可以使用UML进行需求分析,确认

SOA架构开发的优势:
      ▲减少了服务使用的复杂性
      ▲服务的高度可重用性和灵活性
      ▲降低了软件开发成本


2SOA架构开发流程

SOA架构开发采用典型的EEA架构开发的流程进行,如下图:

主要分为6部分内容:
       ▲
服务定义:定义服务及相关属性
       ▲软件设计:基于AUTOSAR标准设计实现服务的软件模块和连接关系
       ▲
硬件设计:设计实现服务的硬件模块和连接关系
       ▲
服务部署:服务分配,将软件模块分配到对应的硬件模块
       ▲
信号路由:定义以太网通信关系及参数
       ▲
参数详细定义:VLAN Definition、MAC地址、IP地址、UDP/TCP

区别于传统总线(CAN/LIN),在软件架构设计过程中,开发人员需要设计具体的服务类型、服务ID、服务使用的数据类型、服务的角色等。定义实现不同的服务角色时对应的不同软件类型,定义相应的软件类型包括其接口以及接口分配的Interface。


3SOA设计仿真

SOA架构设计完成后可以通过一些现有的开发工具如PREEvision,将其生成ARXML文件。区别于传统CAN/CANFD/LIN总线的DBC和LDF等数据文件,ARXML包含了SOA架构设计所有相关的服务及相关属性以及服务的软硬件实现方式,必将是未来以太网总线开发的通用标准数据接口。该文件可以加载到仿真工具如CANoe,进行以太网通信的仿真。

如下示例所示:

通过系统仿真,开发者可以在以太网架构设计前期阶段就对网络进行评估,确认定义的服务是否能够满足当前功能的要求。

那么如何更高效更便捷的进行电子电气架构开发将是摆在所有架构工程师面前的重要课题,如何更好利用PREEvision进行电子电气架构设计,我们将在后续的文章中针对实际项目开发过程中的难点和要点展开说明。


东信创智致力于为客户提供高效、可靠的开发测试工具和解决方案。除了深耕传统的CAN/LIN车载总线开发、CAN/LIN车载总线测试及电子电气架构技术,东信在汽车电子新兴技术如汽车以太网上的探索与投入也一直走在行业前列。东信拥有资深的总线及架构设计团队,能利用全球领先的工具链CANoePREEvision等完全自主地实现汽车电子完整V模式开发、AUTOSARADASSOA架构开发车载总线测试