SOA在汽車電子架構(gòu)與車聯(lián)網(wǎng)體系中的應(yīng)用

SOA在汽車電子架構(gòu)與車聯(lián)網(wǎng)體系中的應(yīng)用隨著汽車以太網(wǎng)技術(shù)成為汽車電子架構(gòu)的中心，診斷、刷新、娛樂、智駕等功能日益增加，目前基本所有整車廠都在考慮在下一代平臺上應(yīng)用基于以太網(wǎng)技術(shù)的SOA架構(gòu)。SOA及相關(guān)的一系列的概念（如服務(wù)、服務(wù)接口、SOME/IP）成為理解下一代汽車架構(gòu)的重點(diǎn)。SOA的理解思路1、服務(wù)（Service）“服務(wù)”最初是一個(gè)社會學(xué)名詞。1990年，市場營銷學(xué)教授格魯諾斯（Gronroos）給服務(wù)下的定義是：“服務(wù)是以無形的方式，在顧客與服務(wù)職員、有形資源等產(chǎn)品或服務(wù)系統(tǒng)之間發(fā)生的，可以解決顧客問題的一種或一系列行為?！蔽覀僑OA里的服務(wù)是從這里引申出來的，在IT相關(guān)的領(lǐng)域里，我們可以簡單理解為“實(shí)現(xiàn)某種功能的函數(shù)或方法”。而這里的服務(wù)（函數(shù)或方法）能夠被顧客（客戶端）所使用，能夠解決顧客這樣或那樣的問題（被調(diào)用所實(shí)現(xiàn)的功能）。舉個(gè)生活中的例子，去全聚德吃烤鴨，全聚德能夠提供烤鴨給顧客，這就是一種服務(wù)。2、服務(wù)接口（ServiceInterface）“服務(wù)接口”直白的理解就是服務(wù)與外界進(jìn)行聯(lián)系的接口，也就是服務(wù)模塊與外界溝通時(shí)的信息出入口。如果你寫過程序，那么一個(gè)能夠被其他模塊調(diào)用的函數(shù)名稱，或者一個(gè)封裝的API,這些就是接口。再看去全聚德吃烤鴨的例子，服務(wù)員就可以理解為一個(gè)服務(wù)接口。服務(wù)員清晰的知道后廚能夠提供哪些菜，也能夠?qū)⒛愕狞c(diǎn)菜信息輸入給后廚，還能夠把做好的烤鴨提供給你，而這里的“后廚”就可以理解為是服務(wù)本身。3、SOME/IPSOME/IP=Scalableservice-OrientedMiddlewarEoverIP。即“運(yùn)行于IP之上的可伸縮的面向服務(wù)的中間件”?！癕iddleware中間件”是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件可借助Middleware在不同的技術(shù)之間共享資源。（分布式應(yīng)用軟件，在這里指的就是“服務(wù)”；不同的技術(shù)之間，在這里指的就是“不同的平臺或操作系統(tǒng)，比如Linux系統(tǒng)或AUTOSAR系統(tǒng)等。）IP是InternetProtocol，指的是TCP/IP的通信方式。Scalable可伸縮，指的是該中間件能夠適配于不同的平臺及操作系統(tǒng)，其支撐的平臺可大可小。綜合來看，SOME/IP就是指能夠在不同平臺上應(yīng)用的，位于TCP/IP協(xié)議之上的，用于支持分布式應(yīng)用軟件，幫助分布式應(yīng)用軟件來傳遞信息的這么一套機(jī)制。說白了，就是把服務(wù)接口里的內(nèi)容通過這種標(biāo)準(zhǔn)化的方式打包，然后交給TCP/IP這個(gè)快遞員。4、SOA概念SOA=Service-OrientedArchitecture，即面向服務(wù)的架構(gòu)，是一種軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的模型和方法論。IT行業(yè)的概念是：從業(yè)務(wù)角度來看，以最大化“服務(wù)”的價(jià)值為出發(fā)點(diǎn)，可以充分利用企業(yè)已有的各種軟件體系，重新整合并構(gòu)建起一套新的軟件架構(gòu)。在汽車行業(yè)可以理解為，SOA是面向各種應(yīng)用層程序（即“服務(wù)”，包含各種控制算法、顯示功能等應(yīng)用程序）進(jìn)行設(shè)計(jì)，且不依賴于通信方式的一種架構(gòu)設(shè)計(jì)理念。在架構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，重點(diǎn)關(guān)注汽車上的某些功能（“服務(wù)”）應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)，該功能實(shí)現(xiàn)時(shí)與外界的各種信息交互（“服務(wù)接口”），該功能與外界交互時(shí)的基本流程（“服務(wù)序列”）。5、SOA與SOME/IP關(guān)系SOA設(shè)計(jì)的是“服務(wù)”架構(gòu)，是應(yīng)用程序的功能以及應(yīng)用程序的對外接口；SOME/IP打包的是“服務(wù)接口”，是應(yīng)用程序的對外接口。如此看來，SOA設(shè)計(jì)內(nèi)容中的接口部分，需要通過SOME/IP進(jìn)行打包傳輸。SOA是軟件架構(gòu)的一種設(shè)計(jì)理念；SOME/IP是一種將軟件接口進(jìn)行打包的打包方式，是一種中間件。6、SOA與以太網(wǎng)關(guān)系“以太網(wǎng)”嚴(yán)格來講，指的是IEEE組織的IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)所制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，包括物理層的連線、電子信令和介質(zhì)訪問層的內(nèi)容。汽車行業(yè)通常所指的“以太網(wǎng)”是泛化之后的概念，涵蓋了基于以太網(wǎng)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的各種相關(guān)技術(shù)手段，包括TCP/IP協(xié)議、DoIP協(xié)議、SOME/IP協(xié)議等?！耙蕴W(wǎng)”是一種通信手段。SOA與以太網(wǎng)之間的關(guān)系，是指采用SOA理念所設(shè)計(jì)的軟件架構(gòu)，在與外界交互時(shí)，其接口可以通過“以太網(wǎng)”的通信方式進(jìn)行傳輸，而基于SOME/IP中間件的方式則是一個(gè)最典型的應(yīng)用方式。（當(dāng)然若通過其他非以太網(wǎng)的通信方式來實(shí)現(xiàn)SOA也是可行的，但通常大家不那么用）。7、SOA在汽車架構(gòu)中的應(yīng)用SOA是IT行業(yè)近年來典型的架構(gòu)方式，大量的IT系統(tǒng)都是基于SOA實(shí)現(xiàn)的。而汽車領(lǐng)域采用SOA架構(gòu)的一個(gè)主要原因就是能夠加快車輛與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通。包括：》能夠?qū)⒏鞣N新功能靈活地與互聯(lián)網(wǎng)集成，而無需通過信號到服務(wù)的轉(zhuǎn)換；?基于互聯(lián)互通，能夠大幅提升自動(dòng)駕駛功能：便于實(shí)現(xiàn)高清地圖的創(chuàng)建、更新及路線預(yù)測等功能，便于實(shí)現(xiàn)車輛信息的上傳以及云端指令的下達(dá)；?基于互聯(lián)互通，快速提升系統(tǒng)與軟件升級性能：有助于實(shí)現(xiàn)更高效的OBD及OTA軟件升級，有助于實(shí)現(xiàn)各種遠(yuǎn)程診斷、預(yù)診斷等功能；?基于互聯(lián)互通，能夠大幅提升影音娛樂功能的用戶體驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)更為便捷的聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)不同平臺間的各種App共享等功能；》更便于實(shí)現(xiàn)平臺架構(gòu)升級：通過SOA及SD的方式，能夠有效降低架構(gòu)升級帶來的復(fù)雜度；&SOA應(yīng)用場合SOA主要針對的是某些功能的實(shí)現(xiàn)，而不是指哪個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括：?以汽車以太網(wǎng)作為主要通信協(xié)議的功能，例如：?自動(dòng)駕駛或駕駛輔助的視頻流信息：各角度攝像頭獲取的視頻及解析出來的信息；?車內(nèi)影音娛樂信息：比如音視頻播放、IVI/副駕及后座娛樂系統(tǒng)互動(dòng)、導(dǎo)航等圖像信息傳輸、收音機(jī)、CD等功能；?診斷及刷寫功能：該內(nèi)容在CAN及Eth都是以服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)的；?與車外互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的功能，例如：獲取車載攝像頭的信息，比如通過手機(jī)遠(yuǎn)程獲取車輛周圍環(huán)境；獲取車輛運(yùn)行狀態(tài)信息，比如云端獲取車輛的駕駛習(xí)慣；遠(yuǎn)程控制車輛舒適性設(shè)備，比如通過手機(jī)遠(yuǎn)程打開車輛空調(diào)；遠(yuǎn)程控制車輛安全性設(shè)備，比如通過手機(jī)為代駕遠(yuǎn)程開鎖與啟動(dòng)車輛運(yùn)行；9、SOA實(shí)現(xiàn)以“某車載智能攝像頭通過獲取限速標(biāo)志信息（限速值、距離、置信度）并反饋給ADAS系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)駕駛輔助功能”為例，分析一下在CAN總線的方式下以及在以太網(wǎng)SOA的方式下，會有如何區(qū)別（基本的內(nèi)容）？此外，在攝像頭硬件不變動(dòng)的情況下，如果該系統(tǒng)的功能不斷升級——由攝像頭提供行車記錄儀功能、攝像頭提供360環(huán)視的部分信息、限速提醒顯示在HUD中、攝像頭實(shí)現(xiàn)行人識別并顯示在IVI中，那么，在以太網(wǎng)SOA的方式下以及在CAN總線的方式下，分別應(yīng)該如何進(jìn)行功能提升（增加的內(nèi)容）？如下表所示：（該功能僅為示意，實(shí)際的音視頻信息不會采用CAN總線通通信的。）

龍實(shí)瓢升般內(nèi)容SO百方斗CAN暮線基本：打包莊容去包程訓(xùn)言島也包括氏態(tài)宿目，務(wù)考AUTC^釀枇寺：SfelSDflteEltnoent,也惶瞎t"'H*.?巨持*睛豊戛二計(jì)摒磁云椿賦董考AUTOSAR1O:DateEtemenl:基本：祿口選豈呈疋商去輕匚Ser-vireinterfacej^iT^.-等匚中遂拾古嗟、譎單■.適毎謝爐匚口押言民頤屆性左父狂本：國聞件汽車領(lǐng)域収5DME/1P為主.也可自足丸；三妾用預(yù)醴彌口;^3?SD.RE務(wù)通再無「也可自定乂；與37鈿惑垢號打勺為PDU的曲辛杏：礙期I3麺収TCP/IP為主；也可基于AVTP尊冥乜能號我PDUfelfrftiSJCAhi慈去寫吐卑輛說計(jì)昭％主確請匚申初軸底豈聞告丸Sf（7CP/IPJ-程大璟竹?數(shù)星注運(yùn)專過粽蘭転或配gfSodcet,layout,炭送緲等）通阜艇礙母理會與就?（訥W星規(guī)文.La^ut.罐如潯”圃并S程中不迸行腋tEDti：導(dǎo)慚灸割鼾f生記錄齡］能昭那"生庇禪以第nuiw.Q披於功咼嘶陽車記錄咬旅記杲儀訂矚擁頭祝氐誨題垠熔鼻古件.幵朝網(wǎng)關(guān)程手〔轉(zhuǎn)審J.君聞蠱記言苗5樂更新通靈陣施恬諛臣更爭茶巳是^戟口：3&0環(huán)釣3佛身升堀崔序.IM訂聞融知足舷息：烷慘頭無奇薦升渥IV!屋序，產(chǎn)進(jìn)禹壬爲(wèi)卻帶歳】.耐昭官郵渥逋信靶葵匡，壬新路印垢陣審加：辰溯萱昱&在HUD=^WHUDT^r盹0訂闌相孚劑耘信層鍛tLHUD話點(diǎn)，升無網(wǎng)關(guān)程序鑿樹.更船1解珀施前宴蘋更雜5S由邨5t?：薊現(xiàn)廳人詩蚱顯示在IV!訂適玨釘”!「:更眄辦、匸別“唳IIIlli二巧蠱悚失人據(jù)用9功薩升卻壯頭剛AFKSIVI更嶄連曙拒漳圧崖舉畑気更務(wù)證誕琲SOA（Service-OrientedArchitecture）就是面向服務(wù)的架構(gòu)，是一種軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念。SOA的實(shí)現(xiàn)需要基于SOME/IP及TCP/IP的通信方式。在汽車領(lǐng)域，SOA及以太網(wǎng)的應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)車內(nèi)高帶寬數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、汽車與外部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通都有其一定的優(yōu)勢，而實(shí)現(xiàn)某些特定功能，也需要采用SOA技術(shù)。10、微服務(wù)與SOA對車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的影響微服務(wù)是SOA架構(gòu)演進(jìn)的結(jié)果。兩者說到底都是對外提供接口的一種架構(gòu)設(shè)計(jì)方式，隨著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，復(fù)雜的平臺、業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，導(dǎo)致SOA架構(gòu)向更細(xì)粒度、更通過化程度發(fā)展，就成了所謂的微服務(wù)了。微服務(wù)是SOA發(fā)展出來的產(chǎn)物，它是一種比較現(xiàn)代化的細(xì)粒度的SOA實(shí)現(xiàn)方式。SOA與微服務(wù)的區(qū)別在于如下幾個(gè)方面:1）微服務(wù)相比于SOA更加精細(xì)，微服務(wù)更多的以獨(dú)立的進(jìn)程的方式存在，互相之間并無影響；2）微服務(wù)提供的接口方式更加通用化，例如HTTPRESTful方式，各種終端都可以調(diào)用，無關(guān)語言、平臺限制；3）微服務(wù)更傾向于分布式去中心化的部署方式，在車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場景下更適合。SOA坦晉丸小為塊業(yè)務(wù)渥輯單魅任務(wù)變小墳業(yè)務(wù)邏輯通甫扯鋼臺總是攤綱合喘司架軸任何炎里型、專連于功能交叉的B）陸看巫掙畋答理目標(biāo)関保誰用能蚤奩豆操作枝行無功能，快唾拓展開發(fā)團(tuán)臥為什么要使用微服務(wù)？某車聯(lián)網(wǎng)平臺。該車聯(lián)網(wǎng)平臺已經(jīng)建設(shè)有17個(gè)應(yīng)用。但在2019年的新需求，則是按照功能點(diǎn)提出來的，加在一起有700多個(gè)新的功能點(diǎn)。而這700多個(gè)功能點(diǎn)，到底是多少個(gè)應(yīng)用。客戶也無法確定。某汽車零配件制造企業(yè)，第一代的車聯(lián)網(wǎng)有5個(gè)應(yīng)用，總共分拆成38個(gè)微服務(wù)。38個(gè)微服務(wù)所開發(fā)出來的程序，卻只能支撐3萬臺注冊的汽車。一般按照1:10的并發(fā)經(jīng)驗(yàn)值，意味著它無法實(shí)現(xiàn)3000臺汽車同時(shí)并發(fā)的需求。而現(xiàn)在國內(nèi)的大部分車企目標(biāo)，都是在幾百萬到一千萬臺車的注冊需求。這意味著，這個(gè)車聯(lián)網(wǎng)平臺，剛剛開發(fā)出來，就面臨全新的改造壓力。這些話題，都涉及到應(yīng)用架構(gòu)，以及軟件整個(gè)研發(fā)流程和研發(fā)體系問題。大規(guī)模軟件開發(fā)的挑戰(zhàn)軟件開發(fā)和流程制造的類比性非常大，它們都是一個(gè)流水線。而軟件開發(fā)，則與軟件技術(shù)架構(gòu)密切相關(guān)。比較成熟的軟件開發(fā)，不管是哪個(gè)行業(yè)，大規(guī)模軟件開發(fā)的過程都會面臨許多許多的挑戰(zhàn)。例如，很多客戶提出自動(dòng)化測試的需求，但這就意味著好多運(yùn)維工具的使用?；叶劝l(fā)布，也是一個(gè)重要的概念，尤其在當(dāng)今基于云技術(shù)軟件開發(fā)的一個(gè)重要需求。一個(gè)應(yīng)用開發(fā)的完整生命周期過程中，需要進(jìn)行功能測試和性能測試。在企業(yè)開發(fā)環(huán)境里測試，通常都是功能性測試；進(jìn)行壓力測試包括用戶體驗(yàn)測試，那就必須要有一些用戶真實(shí)的體驗(yàn)?；叶劝l(fā)布則是使得測試工作以分群的、分區(qū)域的、分功能的階梯式的開展，以便于迭代。車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)，不能把所用功能一口氣一下子全部發(fā)布出去，否則會對企業(yè)沖擊會過大。通常在軟件開發(fā)過程之中，它會分階段，比如選特定一些客戶群，或者特定一些功能，在一些特定的時(shí)間點(diǎn)做一些發(fā)布。因此，軟件技術(shù)架構(gòu)在不斷進(jìn)化。從單體應(yīng)用到SOA架構(gòu)，再到當(dāng)下的微服務(wù)架構(gòu)，以支撐車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)。早年的軟件開發(fā)都是單體架構(gòu)monothetic+UI。這個(gè)架構(gòu)特點(diǎn)是后臺有一個(gè)Database，前面有一個(gè)用戶界面UI，把后臺的Database的一些數(shù)據(jù)通過UI以某種形式展現(xiàn)。此時(shí)，軟件架構(gòu)層次比較簡單，它只有兩層。但單體架構(gòu)的缺點(diǎn)很顯然，它的復(fù)雜性逐步提高，部署的速度越來越慢，等等。一個(gè)單體應(yīng)用系統(tǒng)，從操作系統(tǒng)，到上面的數(shù)據(jù)庫、運(yùn)行時(shí)環(huán)境，再有一些配套的庫，再到應(yīng)用軟件，一般情況都得要兩三個(gè)月才能部署。所以大型單體架構(gòu)的應(yīng)用軟件的部署已經(jīng)變得越來越復(fù)雜，而且無法按需伸縮。大概十年前，新的架構(gòu)SOA被提出來。SOA架構(gòu):數(shù)據(jù)+用戶界面+公共服務(wù)，這是面向服務(wù)的架構(gòu)。在數(shù)據(jù)庫和用戶界面之間加了一堆公共的服務(wù)，把這種公共的服務(wù)用企業(yè)數(shù)據(jù)總線串起來。在制造業(yè)中，OPCUA標(biāo)準(zhǔn)體系，可把所有工業(yè)產(chǎn)品、工業(yè)裝備連接進(jìn)來。在軟件體系架構(gòu)里面（即數(shù)字世界里）它就是一個(gè)服務(wù)，開放出來的接口有多少個(gè)就可以有多少個(gè)服務(wù)。所以在軟件世界里，無論一個(gè)設(shè)備還是一個(gè)軟件服務(wù)，對用戶而言，沒有區(qū)別。SOA架構(gòu)主要特點(diǎn)就是松耦合了服務(wù)的提供者和服務(wù)的消費(fèi)者之間的關(guān)聯(lián)，應(yīng)用架構(gòu)的靈活性大大提升了。但是SOA架構(gòu)沒有考慮服務(wù)大小。小的只有幾兆甚至幾百K,大的有幾個(gè)G的，甚至100G以上，也都叫做服務(wù)。前面單體架構(gòu)里面談到所謂“伸縮”問題，又出現(xiàn)了。架構(gòu)又需要改進(jìn)，這就是今天提到的微服務(wù)架構(gòu)。在微服務(wù)架構(gòu)中，一個(gè)微服務(wù)的大小雖然沒有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)值，但一般在幾十兆到100M以內(nèi)。分拆得太小了，微服務(wù)的治理的復(fù)雜度加大；太大了，違背微服務(wù)的對資源占用的靈活伸縮初衷，也不便于問題隔離。微服務(wù)的部署，往往就是一個(gè)可執(zhí)行程序（image）部署在那里。啟動(dòng)時(shí)，該微服務(wù)會調(diào)入容器（一個(gè)運(yùn)行環(huán)境）中，當(dāng)然就會占用計(jì)算資源，如存儲、網(wǎng)絡(luò)和通訊、CPU資源。使用完畢后，這些資源會被釋放回去。那么容器又是什么？技術(shù)上講，是給容器里的程序運(yùn)行時(shí)涉及到的指令的解釋器。拿一個(gè)共享辦公室來類比。共享辦公室提供一個(gè)辦公環(huán)境，所有的辦公室既不能一概都是100平方米；或者一概都是1000平方米，需要有不同大小的房間以滿足不同體量的公司進(jìn)駐辦公。但每間辦公室必須有一些基礎(chǔ)，如水、電、氣或者Wi-Fi，等等。一個(gè)公司進(jìn)來，拎包入住，需要的服務(wù)一應(yīng)俱全。用多長一段時(shí)間付多少錢，用完了可以隨時(shí)走人，辦公空間回收。這個(gè)環(huán)境，就可以類比成微服務(wù)所需要的容器。開發(fā)運(yùn)維一體化流程DevOps“開發(fā)運(yùn)維DevOps”一體