2024年汽车基础软件发展白皮书5.0

GnAT·严SEMO 发展报告5.0\序序言物互联等个性化需求的快速增长，导致厂家车型迭开发成本居高不下。这里提出一个想法——如果行业内构建出开放性的软件架构作为基础，使得其他应用或扩展都能在这个基础上柔性生长，是校科研院所，编制了《中国汽车基础软件发中国汽车基础软件发展白皮书5.0 2.汽车行业垂直大模型1.开放式软件架构的中间件 4.开放式软件架构的生态建设 二、开放式软件架构的应用层 GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0 3.车辆基础服务4.整车通信总线5.整车数据处理框架2.基于大模型的中间件 五、开放式软件架构的工具链中国汽车基础软件发展白皮书5.03.车辆基础服务的开发者工具4.整车通信总线的开发者工具1.高效开发框架的定义2.高效开发框架的功能3.高效开发框架的接口参考4.高效开发框架的开发方法0792.软件需求开发3.软件架构开发4.软件代码开发 2.通信协议的统一3.开发标准和流程的统一4.开源库在汽车开发中的重要性2.破局之道的思考 1.算法、算料、算力与场景2.整车软件开发方法的变革1.基于大模型的新型软件工艺2.整车软件技术的演进方向3.趋势下的技术点GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0 中国汽车基础软件发展白皮书5.0近年来，人工智能技术的发展进入新阶段，大模型在各行各业掀起了智能化变革浪潮。在汽车领域，为新一代智能终端，汽车的智能化发展目前有两大趋势：一是电子电气架构的中央集中，舱驾控三域融亟需开放式的软件架构支撑。二是AI大模型加速应用，一方面通过对软件工程等辅助开发，提升研发效深度融入开放式架构并对其发展起到促进作用，从而形成面向AI大模型的开放式软件架构这一持续迭代第三章开放式软件架构的中间件层：主要介绍了开放式架构下的中间件，包含标准中间件、车辆基第五章开放式软件架构的工具链：探讨多域融合背景下，通用的汽车电子研发工具链以及用于解决如何更好地多方协同、提升开发效率和质量，同时支持AI扩展的高效开发框架。最后介绍应用于整个汽第六章开放式软件架构的生态建设：从技术生态和产业生GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0开放式软件架构是指软件系统或应用程序基于开放的标准和接口进行设计和开发，可以与其他系统以降低软件的成本和风险。其本质是：基于规则的开放参与共建软件架构，且规则本身对于全体参与者这几年演进，已从基础软件平台演化到2023年发布的整车软件开发平台（如图1.1-1整车软件开发平整车软件开发平台车端应用云端应用AIOT生态应用等）服务操作系统平台平台云端设备云端设备AIOTAIOT设备标准规范硬件车端平台云端平台AIOT端平台发者更快地开发和部署应用程序和服务；车软件领域带来了革命性的变革。它不仅从根本上加速了软件的迭代更新，还极大地丰富了功能扩展的可能性，并促进了跨领域的协同合作。在一个不断生长的开放式架构模式下，扩展性、适应性、可靠性、中国汽车基础软件发展白皮书5.0图1.1-2AUTOSEMO开放式软件架构详细如图1.1-2所示，AUTOSEMO的开放式软件架构基础软件部分，除操作系统内核之外，还有用于以下简称SOA）框架下的中间件，基于标准基础软件向上扩展，解决域控制器异构芯片跨核融合问题，是保障系统有效开发和维护的关键。汽车电子电气架构趋于复杂化，在多域融合的架构中，满足开发者应用的工具显得尤为重要。这些工具不仅要支持不同领域的开发需求，还要提供统一的接口和标准，以确保系统各部分的高效集成，从提升开发效率，到确保软件质量，促进多域融合架构下软件的快速迭代台等途径，促进开放式软件架构的推广应用和技术迭代。二是产业维度，通过构建分层解耦的生态系统，促进产业合理分工和投入，减少重复开发，提高资源利用率，推动整个产业的效率提升和技术创新。总GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0讨会等手段找到共同解决问题的思路，保持对新技术和发展趋势的了解，以应对汽车产业每一个重要的人工智能在汽车行业内的应用领域和场景非常广泛，从自动驾驶到车辆维护，从个性化用户体验到为了更好地理解大模型的应用背景和潜力，首先需要对大模型的分类有一个清晰的认识。根据处理l通用大模型：设计用于广泛的应用场景，具有较高的灵活性和适应性，但可能在特定领域的专业l行业大模型：针对特定行业的需求定制，具备较强的通用性和适应性，能够处理多种任务，相当l垂直大模型：专注于特定领域或细分市场，具备高专业性和针对性，通常在特定任务上表现如图1.2-1中国主流大模型应用选型评估矩阵所示，目前通用的大模型百花齐放，如chatGPT、文中国汽车基础软件发展白皮书5.0严格管控，互通性低，且还需要在实际车辆上进行测试和验证，直接限制了可用于训练垂直大模型的数汽车软件的开发周期通常较长，且成本较高。这使得企业在投资垂直大模型时更为谨慎，因为需要GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0为新的技术趋势。从目前讨论较多的智驾端到端方案再到座舱领域的智慧化交互以及整车的智能体（AI结合工程中的优秀实践以及AI大模型的端侧部署方案，我们对之前提出的整车软件开发平台作了完为车端应用和云端应用，将在第二章详细展开。软件架构基础软件部分自下而上，首先对整车服务框架中国汽车基础软件发展白皮书5.0l对外的接口：给应用提供的API（应用程序编程接口需要支持本地，车内其他节点，云端l功能软件：应用软件加速器；l整车数据处理框架：多域融合趋势下，提供整车数据处理单元，实现数据与逻辑的分离。支持不同物理总线、不同通信协议、不同操作系统、不同开发语言及开发体系的统一通信接口及开l车辆基础服务：车辆基础服务中间件在多域融合的架构下，可以将不同芯片、不同ECU甚至不同功能的资源进行协同处理和调用，并打通不同基础系统间的l标准中间件的接口抽象层：对标准中间件（CPAUTOSAR和GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0用需求。但当下尚未形成统一的技术路线，仍然是多种操作系统基于场景需求进行组合使用，可预见的l智能驾驶：存在多条技术路线。部分厂家完全基于开放式架构从根本上加速了软件的迭代更新，并极大地丰富了功能扩展的可能性，促进了跨领域协这样有利于产业链上下游合理分工，化整为零，协作开发，促进技术创新；产业生态则是致力于建立开中国汽车基础软件发展白皮书5.0AI大模型颠覆了以往基于规则进行算法开发的模式，转化为基于数据驱动的新范式。本章节结合应录仪等。AI大模型在智能座舱中的应用，不仅能够增强人机交互的自然性和便捷性，还能够提供更加个AI大模型可以作为智能座舱中语音识别和自然语言处理的核心，使车辆能够理解和响应驾驶员及乘客的语音指令。此外，它还可以结合情境感知，实时分析车外环境信息，比如天气和交通状况，为用户利用AI大模型对用户行为和偏好的学习，智能座舱可以提供个性化的服务和内容推荐。例如，根据用户的驾驶习惯和常用路线，推荐最优的行车路线；或者根据用户的音乐播放历史，推荐用户可能喜欢分析调整车内环境，以提升驾乘体验。此外，可以识别驾驶员的情绪状态，当检测到紧张或焦虑时，系l环境感知l决策规划l控制执行GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0驶任务。相比于传统的自动驾驶方案，端到端方案的训练方式能够实现系统的全局最优，使得系统能够如图2.1-2模块化端到端所示，模块化端到端方法是将自动驾驶任务分解成若干个子任务，如感知、定位、路径规划和控制等，并针对每个子任务开发专门的算法或模型。这些部署时连接起来作为完整系统运行。将传统自动驾驶的多个模块连接后进行端到端训练，如Hydra-MDP馏三个部分进行端到端训练。这种方法的优点在于每个模块可以单独优化和测试，使得系统整体稳定可靠。缺点则是模块间的交互复杂，需要大量工程活动来确保模块间的协调一致。中国汽车基础软件发展白皮书5.0划等思想，将所有的功能集成到一个深度神经网络中，该网络直接从传感器输入映射到车辆控制信号。这种方法不需要显式的中间步骤，直接通过大量数据训练得到一个能够直接完成从感知到动作的模型。单一网络端到端的优点在于其简化系统结构，减少中间环节，使得系统更易于训练和部署。缺点则是对端到端强调的是从输入到输出的端到端训练方式，追求系统全局最优。大模型优势在于模型的参数规模，以GPT为代表的大模型技术在自然语言处理方面表现出非常强大的泛化能力。端到端自动驾驶结通过端到端学习来解决实现类人驾驶。端到端与大模型结合目前主要有三种方式：使如图2.1-4使用大模型直接开车方案所示，大模型被训练成为能够直接从输入数据（如摄像头图像、雷达数据等）映射到输出控制指令（如转向角度、油门踏板位置等）的系统。大模型通常是具有强大泛化能力的预训练深度学习模型。这样不需要显式的中间步骤，提高实时性能。VLA大模型(Vision-Lan-GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0理解各类路牌、处理各类障碍物，需要海量的自动驾驶领域数据进行训练，仅仅依靠自驾驶理解各类复杂场景，是目前最具性价比的降本方案。在感知阶段，通过多模态大模型对齐视觉特征与文本特征，实现识别万物；在驾驶决策阶段，通过引入预训练模型对驾驶场景做出解释和建议，提升端到端自动驾驶训练的多样数据如果全部依赖实车采集，训练成本高。如图2.1-6大模型生成训练是大模型生成训练数据最有可能的方式之一。世界模型是能够对环境或世界的状态进行表征，并基于驾中国汽车基础软件发展白皮书5.0驶动作预测未来世界的模型。世界模型首先将当前世界看到的视频进行编码，结合驾驶动作和其他信息，GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0延长续航里程，电池健康状态的监测与维护，延长电池使用寿命。通过大模型模拟不同工况下的热管理效果，帮助工程师优化设计方案，减少实际测试次数；利用大模型根据不同车型和使用场景，定制化热大模型通常具有庞大的参数量和复杂的计算结构，在车端部署大模型，同样需要大量的计算资源。车辆的嵌入式系统往往计算能力有限，难以满足大模型的运行要求。例如，进行实时的图像识别和处理、为了解决这个问题，需要进行模型压缩和优化，以降低计算需求。同时，也需要开发更高效的硬件车端应用需要处理大量的传感器数据，包括摄像头图像、雷达数据、GPS信息等。AI大模型对数据可以采用边缘计算和分布式存储等技术，在车端进行部分数据处理，减少对云端的依赖，提高数据车辆运行环境复杂多变，对AI大模型的可靠性和稳定性要求极高。在不同的天气条件、路况和驾驶例如，在恶劣的天气下，传感器数据可能会受到干扰，影响模型的判断。此外，模型还需要具备一可以通过大量的实际测试和验证，不断优化模型的性能和鲁棒性。同时，建立备份和冗余机制，确AI大模型在车端的应用直接关系到车辆的行驶安全。如果模型出现错误判断或决策失误，可能会导智能化和网联化程度的提高，让车端正面临着越来越多的网络安全威胁。黑客可能会通过网络攻击中国汽车基础软件发展白皮书5.0同时，建立实时的网络安全监测和响应机制，及时发现和应对网络安全事件。例如，对车辆的通信系统当前的IDPS基本还是依赖于基于规则的检测方法，这导致其在面对未知威自动识别正常与异常的网络行为模式。当新的威胁出现时，系统可以通过持续学习和模型更新，逐步适然而机器学习也面临着一些挑战，首先是训练数据的质量和数量问题，机器学习模型的性能高度依赖于训练数据。数据集的多样性和质量决定了模型的检测效果。如果训练数据不足或偏向，可能会导致模型更新和维护：随着时间的推移，网络攻击手段不断演变，机器学习模型需要定期更新以保持其随着模型压缩技术的发展，大型AI模型将能够在车端更小的硬件上运行，减少对存储和计算资源的GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0事件响应、增强的数据分析和预测能力，AI可以使VSOC系统更加高效和精确地应对现代汽车网络安全结合车端深度学习小模型提供的事件数据和云端大数据及威胁情报资源作为安全运营训练数据跟AI大模型的整合，可以显著提升汽车网络安全运营管理的效率。车端的小模型在车辆中实时运行，处理传测能力，并且在计算资源有限的车载系统中表现优越。当车辆检测到异常时，车端会生成事件和告警，云端则利用强大的计算能力和丰富的威胁情报资源和专业的安全运营分析处置人员，对车端上传的事件和告警数据进行深入分析。云端的大数据平台结合大模型可以处理海量数据，结合全球范围的威胁情报，识别复杂的攻击模式和系统漏洞。通过这种方式，云端能够提供精准的威胁识别和深度分析，提事件处理过程分为自动化和半自动化两个阶段。云端系统可以根据分析结果自动化执行响应措施，适应性等显著优势。车端的小模型负责初步的异常检测，减少对云端计算资源的依赖；云端则处理复杂的分析任务，提供全球范围的安全态势感知和应对能力。通过结合车端和云端的优势，这一方案大大提AI大模型可以根据输入的汽车设计参数和性能目标，预测汽车的各项性能指标，通过对大量汽车工中国汽车基础软件发展白皮书5.0程数据的学习，大模型可以建立起汽车结构参数与性能指标之间的复杂关系模型，充分利用云端的强大如图2.2-2所示，云端能量管理算法搭建了端到端的算法模型，首先将最影响能耗和续驶里程的驾驶员行为和行驶工况识别出来，通过构建驾驶员风格库与行驶工况库对不同的驾驶行为和行驶工况进行通过分析能耗和续驶里程，推荐相应驾驶模式并对加速踏板与制动能量回收强度实时更新，续驶里程不如图2.2-3故障检测与预测所示，利用先进的数据处理技术和AI大模型，实现对车辆健康状况的实时监控和预测性故障诊断。该系统通过实车采集的数据，结合云端的强大计算能力，对车辆的关键部件进行深入分析，从而提前发现潜在的故障和性能退化问题。及时发现潜在的故障隐患，并给出具体的故此外，大模型还可以通过对历史故障数据的学习，预测未来可能出现的故障，提前采取预防措施，降低汽车的故障率和维修成本。这不仅提高了汽车的可靠性，也减少了因故障导致的工程开发时间和成GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0传统的物理测试需要耗费大量的时间和成本。而AI大模型可以通过虚拟测试技术，对汽车的各项性这种模拟测试在汽车设计的早期阶段就识别出潜在的问题和性能瓶颈，显著缩短了工程开发周期，智能网联的发展，让汽车的数据量激增，如何在云端安全地存储和处理这些数据成为一大挑战。数云端AI大模型需要具备良好的可扩展性，以适应不断增长的数据和用户需求。同时，模型的持续维云端AI大模型需要快速响应车辆的请求，以支持实时应用，如自动驾驶决策支持和远程监控。这要汽车行业涉及多种硬件和软件平台，云端AI大模型需要在这些不同的平台之间实现兼容，以提供统中国汽车基础软件发展白皮书5.0随着边缘计算技术的发展，未来AI大模型将更多地在车辆端进行预处理，减少对云端的依赖，同时汽车行业将与其他行业如IT、通信、能源等更紧密地融合，云端AI大模型将成为跨行业数据和应用为了促进行业的健康发展，未来将有更多的AI大模型标准化工作和开源项目，以支持技术的共享和GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0纵观软件产业的发展历史，智能手机是一个极为成功的案例。作为软件规模最庞大的单一设备之一，智能手机具有独特特点：只有一个核心计算单元，传感器和执行器充分解耦和软件化。这种架构使得开发者在设计创新应用时无需深入了解底层操作，如访问摄像头或确保通信安全性和可靠性等问题，只需调用接口获取所需功能。这种体系和产业标准的支持，让应用开发者能专注于创新，各领域成熟组件能轻松协同运行，通过灵活编排和组合，创造出创新应用。在汽车产业方面，近十年来，各整车制造厂的（一）开放式软件架构的中间件已经成为了行业的共识。在这样的技术路线上发展，产业要解决核心架构体系和框架问题，希望通过构建这样的体系和框架，让汽车软件的开发也可以像手机应用开发一样，为未来所有软件运行在同一颗芯如图3.1-1ASF中间件所示，ASF中间件是在各个域控制器上都可以使用的、与业务无关的软件组件，是开发平台最基础、最核心的部分。ASF中间件是面向下一代电子电气架构的开发平台，基于符合车辆基础服务中间件：基于中国汽车基础软件生态委员会AUTOSEMO服务框架ASF技术规范整车数据处理框架：统一的数据处理单元，作为管理域控平台的数据中心，用于解耦业务逻辑与中国汽车基础软件发展白皮书5.0面向MCU的标准基础软件平台是一套专为MCU设计的嵌入式操作系统和开发环境，以Classicl可与上层应用软件和操作系统无缝集成，提供完整的解决方案。l模块化：支持软件组件的模块化设计和复用，降低开发成本；l高效性：采用实时操作系统和高效的任务调度机制，确保系统迅速响应；l可靠性：内置故障诊断和自恢复机制，提高系统稳定性和安全性。GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0l故障诊断：内置故障诊断和上报机制，便于故障排查和修复。）：l通信协议栈：支持多种汽车电子通信协议，确保数据交换的实时性和可靠性；l故障诊断和上报：采用先进的故障诊断算法和上报机制，提高故障排查效率。特性描述：针对AUTOSAR平台中服务实例的发现与广告场景，定义一套基于DDS（DataDistri-意义：通过标准化的服务发现协议，实现了AUTOSAR平台内及跨平台的服务互操作性，简化了服意义：通过SENT驱动的标准化，实现传感器应用程序与基础软件层的独立开发，提高软件的可重特性描述：定义了一种用于在ECU之间分发数据采集任务的协议，支持动态配置数据采集点、异步意义：VDP协议为车辆数据的高效采集和处理提供了一种标准化的解决方案，支持按需和循环采样意义：使得I2C驱动更加符合AUTOSAR标准的要求，提高驱动的稳定性，同时也增强驱动的可配特性描述：增加了对内存标准函数库的标准化要求，提供一中国汽车基础软件发展白皮书5.0l可与上层应用软件和操作系统无缝集成，提供完整的解决方案。l高性能：支持多任务并发处理和高速数据处理，适用于实时应用场景，如自动驾驶和车载信息l高带宽：提供支持高带宽需求的通信协议栈和基础服务，确保流媒体和大数据传输的流畅性；l安全性：内置安全保护机制，防止恶意攻击和数据泄露，保障用户隐私和系统稳定性；l可扩展性：支持软件组件的模块化设计和动态加载，便于功能扩展和升级。l高带宽通信：提供高效的通信协议栈，支持大量数据传输和快速同步；l故障诊断：内置故障诊断和上报机制，便于故障排查和修复；l安全可靠的操作系统：提供高效的任务调度机制和可靠的资源管理机制。性。其意义在于适应现代车辆中可能存在的多种不同类型系统的环境，促进汽车与其他领域技术的融合，GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0中的访问和展示，并支持不同格式数据的映射和连接。其好处是确保车辆数据得到合理处理和利用，发问控制和传输协议要求。其意义在于满足不同用户和应用对车辆数据的访问需求，提高车辆数据服务质汽车API可以配置和管理网关功能，可以为网关提供ARXML，将VSS派生服务接口作为RPor评估虚拟化对AUTOSARAP的影响，包括虚拟化对处理器技术发展的益处和全面评估，包括对AP定义支持的虚拟系统配置和相关用例，包括两种系统配置：一是单机无虚拟化的配置，用于讨论和制定虚拟化影响评估的方法和步骤，以“虚拟化将影响自适应平台”为前提，制定评估准则，包括的影响，架构组件部分包括在AUTOSAR分层软件架构中的集成、接口以及使用方法的定义，这些部分将在后续更新和完善。其意义在于明确功能元素和架构组件在虚拟化中的作用和影响，为虚拟化的设计的基础功能与服务。通过标准化的接口和协议，实现了各域控制器之间的无缝连接和数据交换，为上层l跨核协同服务：针对异构多核处理器环境，提供高效的核间通信和任务调度机制，确保实时性中国汽车基础软件发展白皮书5.0l信息安全服务：为整车提供系统级的信息安全策略，构建信息安全机制；l健康管理服务：监控各域控制器的运行状态，及时发现并处理故障，保障整车系统的稳定性和l诊断管理服务：支持远程和本地诊断，提高故障诊断和修复的效率和准确性；平台上进行开发，再进行交互设计和集成。在这样的开发过程下，往往需要系统和软件的重新设计，以车辆基础服务中间件可以有效解决上述问题。车辆基础服务中间件在多域融合的架构下，可以将不同芯片、不同ECU甚至不同功能的资源进行协同处理和调用，并打通不同基础系统间的通信。车辆基础服务中间件在AUTOSAR基础软件规范的基础上进行接口封装、特性增强和场景扩展，解决快速创新的1.满足异构芯片与异构核的场景：在新的电子电气架构下，域控制器成为了最核心的硬件，域控制括域控制内异构核之间协同，以及多个域控制器芯片之间协同）的需求越来越多，成为了支撑创新的主要动力和重要基础。车辆基础服务中间件可以提供跨域协同需要的基础能力，例如整车OTA、整车级健多域融合的场景，打通域间资源协调、管理域间通信、对应用开发提供完整ECU级别乃至整车级别开发视角的软件组件层平台；借此实现中间层软硬解耦，应用层软软解耦，将整车功能原子化后抽象成可调用的SOA服务，并制定清晰标准的交互接口，开发方法学方面有一定程度的割裂，当前的工具链实践也往往是各自开发。而在域控制器架构下，很多功能需要MCU与SoC进行协同，这就要使用两套工具链分别开发，导致开发难度增加，后续的调试效率也受到很大影响。车辆基础服务中间件工具链可以为用户提供统一的开发视图，它集成了跨域服务开发所需的各组件，提供整车跨域跨核应用层所需要的基础服务，例如健康管理中间件、诊断管理中间件、GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0如图3.1-2车辆基础服务中间件所示，车辆基础服务中间件是基于AUTOSAR基础软件之上的开发现有AUTOSAR标准基础软件平台在使用门槛高、新应用功能场景定义不足，以及针对大算力多核异构平台的跨域应用局限性等问题。针对创新车载应用和新一代电子电气架构，车辆基础服务中间件将为汽1）核间通信（Inter-CoreComCAN信号进行设定，MCU侧借助SWC使用RTE接口即可完成对SoC服务的操作。这样可中国汽车基础软件发展白皮书5.0和接口封装，使应用开发者能够对应用数据的存储进行系统层面的统一设计和配置，而无需深入了解底层AP和CP的接口细节，配合内部的存储管理策略，可以实现数据和文件的跨核访问和共享策略管理，（5）压缩解压：支持应用目录下的文件和目录压缩，支持将应用目录下的压缩文件解压到应用目录对自适应平台应用的健康监控机制，缺乏面向域控场景的系统健康管理定义；健康管理中间件基于AU-TOSAR进行了特性增强和扩展，为域控应用提供跨核、跨域的健康和信息收集，以及对操作系统的健康但在域控平台的使用场景下，需要对车辆的多个时钟源进行选择，并对整车各ECU的时钟进行同步。时（4）时钟源管理策略：用户可以设置各时钟源的优先级，自动根据运行时各时钟源的可用状态选择（1）电源管理：负责管理域控制器的电源状GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0Partition中运行电源管理的Slave程序；电源管理主控程序负责维护域控制器整体电源状态，执行上下管理机制，但域控制器通常包含多个MCU/SoC，因此不得不针对每一个MCU/SOC进行独立的日志管理部署；日志中间件对AUTOSAR规范进行特性扩展和接口封装，提供了面向域控平台跨芯片乃至跨整（1）日志收集：支持跨核、跨域收集，支持以太网、CAN总线日志收集，支持内核、网卡、Corechine场景下的诊断服务，而面向域控架构的场景下，需要满足更多更复杂的诊断场景，如）；l支持各域控制器的升级；l支持升级软件的检查更新；）；中国汽车基础软件发展白皮书5.0l支持分组升级管理，同组ECU同升同降；l支持升级版本管理；l支持ECU配电管理；l支持下载软件包时的安全通信和软件包的解密/验签；l支持以太网诊断仪刷写ECU时的安全认证。车辆基础服务中间件作为面向SOA架构的域控级乃至整车级的基础服务平台，是通过服务定义来体现对标准基础软件和操作系统的扩展和封装能力的，因此服务的定义/设计需要遵循一定的规范性要求，b.服务具有原子性：即设计的服务不可再拆分，作为服务的最小单位和执行实体，为上层功能提供d.整车级系统服务具有全局性：即该类服务的设计更多关注是整车层面对整车内所有系统能力进行协同和管控，该层服务是对系统基础服务在整车层面的抽象和封装，即通过该层服务可以配置和控制系.同时，中间件需要处理来自不同系统的并发请求并快速响应，这对中间件的并发处理能力和扩展性GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0.维护和升级也是一大挑战，需要开发团队具备专业的技能和经验以确保中间件的稳定运行和持续.随着数据保护法规的日益严格，中间件需要如图3.1-3车辆基础服务API所示，车辆基础服务中间件通过封装下层的基础软件和操作系统，对上层提供基础的跨域协同服务组件和功能接口，为上层平台和应用提供了更多面向服务开发所需要的服车辆基础服务中间件为上层应用提供的接口以及对下层组件的接口依赖参考表3.1-1车辆基础服务作为客户端，为MCU侧应用提供SOC侧发送的作为服务端，向SOC侧无中国汽车基础软件发展白皮书5.0设置与查询应用存储容量功MCU与SOC跨核共享存储MCU本地回读与存储服依赖PER、LT、PHM、系统健康监控、存储管理等组件向本组件（健康管理组件）发送故障信息件）发送硬重置（HardRe-PHM，系统健康监控向本组件（健康管理组件）发送实依赖PER、LT、依赖网络连依赖数据获获取绝对时间、相对时间对时间、相对时间预约唤查询预约的绝对时间、相依赖获取、依赖获取时无依赖LT和SM模块无GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0和STBM模块所提供0x10/0x11/0x14/0x-19/0x22/0x27/0x28/0x-29/0x2E/0x31/0x34/0x-35/0x36/0x37/0x38/0x-3e/0x85服务接口;ETHTP、CANTP和软件包下载阶段管理接口，软件包处理阶段接口，包括软件包安装阶段接口，包括升级环境检查与恢复、升级升级阶段状态管理接口，包括升级状态、进度上报，升版本管理接口，包括版本巡升级包处理接口，包括升级车云车机交互接口，包括车升级包同步、回滚、删除A-B分区同步接口;无在软件的发展史上，对于分布式系统，为了实现软件复用，开发平台需要提供一套针对异构节点的统一接口抽象与方法论支撑的通信框架，以实现应用可以一致性的开发和动态部署；从而让软件解耦更中国汽车基础软件发展白皮书5.0发为主，为了实现针对应用的复用与动态部署，AUTOSARClassic标准提供了VFB（VirtualFunction如今的新电子电气架构下，域控制器的出现，改变了汽车软件的底层形态，从分布式同构系统变成了分布式异构系统。虽然“集中式”趋势越来越明显，但从整车上看，未来很长一段时间内，汽车内仍处理器；同时用于车内/车外通信的物理总线也越来越多，网络拓扑越来越复杂，通信协议体量越来越大。因此，AUTOSAR试图建立统一的通信框架，使用了基于SOA的通信方式，但这部分主要以规范Service但使用限制较多，使用方法复杂。与此同时，由于各行业的开发者进入汽车软件领域，其背适应。因此目前汽车软件领域急需一种可以满足灵活部署、动态适应、快速调试、高效协同的开发体系，同时还必须满足清晰的边界定义和严格的过程要求，因此目前主流的自动驾驶开发者倾向于使用比较灵整车通信总线作为汽车内部信息交互的基础设施，其适用场景随着技术的发展而不断扩展，为智能汽车的多样化功能提供了坚实的通信基础，同时也为汽车产业的创新和发展开辟了新的道路。随着汽车向更高级别的智能化和自动化发展，整车通信总线的重要性将愈发凸显。车辆内外部需求不断增加，需要支持车辆与外部网络间以及内部不同的系统组件间的通信，故不能再局限于单一的通信技术和协议栈，不同域控制器可能运行者不同的硬件平台和操作系统，且采用不同的通信协议。整车通信总线可以提供一个封装层软件，屏蔽上述差异，实现统一的通信语义。这不仅简化了系统集成，也大大提高了系一个车载娱乐系统中，不同的控制模块之间可能需要快速交换大量的多媒体数据。这种情况下，整车通随着新供应商和新技术加入汽车软件领域，汽车软件架构需要兼容适配不同的开发语言和技术框架。整车通信总线通过提供多语言编程接口和兼容的开发体系，确保不同团队开发的模块可以快速集成，这在跨平台、跨团队开发时尤为重要，特别是在需要集成第三方系统（如ROS）时，整车通信总线可以提自动驾驶汽车需要处理大量传感器数据，并实时做出决策。这要求整车通信总线不仅能够高效地传GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0自动驾驶系统中的多个传感器和控制器之间的数据同步和信息融合，也是整车通信总线的一个重要应用随着车联网技术的普及，车辆与云端之间的通信需求也在不断增加。整车通信总线通过支持多种网整车通信总线是为了简化复杂车载系统的设计和开发提出的一种面向服务架构(SOA)的中间件解决方案。它将业务逻辑实现与特定目标平台的通信层细节隔离开来，使用与编程语言无关的接口模型定义来生成完整的服务API和底层传输层和序列化层，支持跨域以及域内通信，为分布式异构网络实现高效、络提供一个抽象且统一的通信语义平台。该框架通过高度抽象的通信模型和协议转换机制，实现对整车这种抽象让开发人员摆脱项目环境特定的通信机制，并允许他们专注于业务代码的开发，而不受特定于协议和开发语言的界限，为整车通信提供了一种标准化的交互接口。该框架不仅整合了车内复杂的通信需求，还通过抽象化的通信语义，使得上层应用开发能够忽略底层硬件和协议的差异，从而大大简化了信层等多个层次，每个层次针对特定的通信场景提供专业的解决方案。通过这种方式，整车通信总线不中国汽车基础软件发展白皮书5.0l支持面向服务（SOA）的软件架构，可以支持跨域的服务调用。l基于接口模型自动生成的API接口，并自动生成序列化和传输层，手动编码仅剩业务逻辑，显l业务代码与平台的底层通信层细节分离，平台的任何更改都不会影响业务逻辑代码。l使用与平台无关的接口定义语言来定义接口，应用程序需要在车辆内的不同平台之间移动时无l提供完善的通信机制和远程调用机制，无论服务或客户端应用程序在何处运行（本地或远程）为了促进整车系统中各组件之间的通信和协作，提高异构场景中整车通信的互操作性和可扩展性，就需要实现具有统一通信界面的整车通信总线。统一通信框架可提供整车标准化统一接口，简化整车系整车通信总线为应用层提供了丰富的通信语义支持，包括数据驱动的Topic模型和方法调用的Method模型。这使得开发者能够以更灵活的方式进行应用开发，类似于SOME/IP和DDS等协议，满在多核架构的车载系统中，整车通信总线确保了MCU与SO整车通信总线提供灵活的序列化支持，通过自动配置，优化数据传输的序列化方式，确保不同部署场景下的通信效率。应用层与底层序列化实现完全解耦，框架能够根据部署环境自动推导出最优的序列整车通信总线通过端到端的质量服务保障，支持多Topic数据的缓存融合与同步，确保数据在传输过程中的及时性和完整性。无论是实时性要求高的应用场景，还是对数据可靠性有严苛要求的场景，框GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0整车通信总线内置CMBridge功能，实现域内消息与整车SOME/IP协议的映射，确保不同域控制整车通信总线具备动态任务编排和智能调度能力，能够根据系统的运行状态和负载情况，灵活调整整车通信总线支持全面的数据监控与仿真功能，为开发者提供了实时的数据流监控和仿真测试支持。整车通信总线的设计与实现需要在多个层面上进行创新与突破，从统一语义的接口设计到安全稳定的通信机制，每一个环节都涉及复杂的技术挑战。解决这些挑战不仅需要在技术上提供创新的解决方案，其次，中央计算平台的引入为整车通信带来了新的技术挑战。高算力的异构芯片需要在不同芯片上再次，开放式平台的构建也是整车通信总线的一个重要方面。它要求硬件系统具备灵活的可扩展性，自动泊车等场景要求端到端的时延达到毫秒级，甚至是微秒级，可最后，自动驾驶汽车的通信力和抗干扰能力也是整车通信总线需要重点关注的领域。自动驾驶汽车需要在动态多变的道路环境中进行感知和决策，这就需要强大的通信能力和抗干扰技术来保证车辆能够l分布式系统的集中式开发视图：在面对不同物理总线、网络协议和开发语言的分布式异构系统时，统一语义接口的设计是关键。需要提供一种能够在不同系统和平台之间保持中国汽车基础软件发展白皮书5.0l统一的服务接口语义：通过标准化的服务接口语义（例如，SOME/IP和DDS协议的封装l跨域协同的复杂性：由于不同域（如动力域、智驾域等）有不同的实时性和安全性要求，如何l工具链兼容性与开发便捷性：现有的AUTOSAR工具链在便利性方面还有提升空间，特别是l面向服务的通信架构：通过采用SOME/IP、DDS等面向服务的通信协议，实现跨不同开发场l开源中间件的集成：例如，将ROS2等开源中间件整合进整车架构中，利用其成熟的生态系l开源框架的量产适应性：ROS2等开源框架虽然具备强大的生态，但其庞大的代码量和开源性质可能在量产阶段带来风险。如何保证这些开l分布式协同开发：为了支持多方异地、分时开发，需要通信框架能够灵活适应不同开发周期和l模块化集成与扩展性：随着架构层次的细化，需要具备强大的模块集成能力，将不同开发周期l接口稳定性与版本管理：在多方开发的情况下，如何有效管理接口的变更和影响，是一个重要l成熟模块的适配性：将已有的成熟模块与新的架构无缝对接，同时保持开发和测试的效率，是l边界节点的动态适应性：实现边界节点的动态配置和适应能力，确保在多种通信协议下能够保GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0l统一管理与控制：在实现多网络协议兼容的同时，如何保证系统的整体管理与控制能力不被削l安全通信协议的集成：需要在通信框架中集成安全协议，确保数据在传输过程中的机密性、完l稳定的实时通信：确保通信的实时性和高可用性，特别是在涉及安全关键应用（如自动驾驶）l安全与性能的平衡：在确保通信安全的同时，如何不影响系统的性能和实时性，是一个关键的l量产阶段的稳定性验证：如何在量产之前充分验证通信框架的稳定性，特别是在大规模并发通整车通信总线针对不同的数据来源提供了统一的接口，屏蔽不同的物理总线与通信协议层，对不同的Channel做封装，向上层应用提供统一操作语义的接口，通过同一套语义的API及配置方式，实现整定义使用内存原始拷贝方式格式化的通信消息定义消息的其它元数据，如发送时间、接收时执行器，提供基础的执行线程环境，用于执行中国汽车基础软件发展白皮书5.0CacheFusionSynchro-整车通信总线向上层应用提供了一套和谐一致的API，其内部对底层通信协议进行了封装，包括为一种重要的资源，数据成为未来软件能力的重要创新源泉，数据相关的特性也成为创新业务的新赛道，整车数据处理框架致力于数据与业务逻辑的分离，需要通过统一的视图将数据处理封装起来，从而使得业务逻辑简单化，提高开发效率；因此，整车数据处理框架需要提供高性能的数据存取和简单易用的API接口，支持数据快照功能和多种序列化策略，实现数据的同步与共享。其核心在于数据变化条件通过与整车通信总线的无缝衔接，该框架实现了数据的分布式共享，进一步增强了系统的灵活性和可扩l决策数据：包括驾驶员操作数据、远程操作数据和系统决策数据，这些数据对车辆的行驶和操l运行数据：涉及整车状态数据、系统及部件状态数据、安全日志数据等，这些数据反映了车辆在现代汽车的快速发展背景下，整车数据处理框架的适用场景日益广泛，支持以下应用场景，包括GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0l智能辅助系统：通过分析驾驶员的行为数据，车辆可以提供更加智能的辅助驾驶功能，如自动l预测性维护：通过车辆的运行数据，预测车辆的维护需求，减少意外故障，提高车辆的可靠性l能源管理：利用车辆的行驶数据和环境数据，优化能源消耗，提高电动汽车的续航里程。整车数据处理框架的适用场景涵盖了从分布式系统的数据同步到大数据应用的基础支撑，从简化应用开发到促进数据融合的多个层面。它不仅为现代汽车电子系统提供了强大的数据管理能力，还为汽车行业的技术创新和业务发展开辟了新的道路。通过整车数据处理框架的应用，汽车制造商能够更好地应随着汽车新业务的发展和新技术的介入，汽车软件的复杂度大幅增加，业务逻辑越来越复杂，数据理分割开进行处理，标准化数据定义和使用方法，成为汽车软件的下一个解耦关键点。整车数据处理框如图3.1-5整车数据处理框架所示，在整车数据处理框架中，数据被视为独立的实体，与具体的业它允许应用专注于数据本身，而无需关心数据的接收与发送细节。随着汽车通信技术的发展，整车数据l数据中心：负责整车数据的存储、管理和优化，支持快速筛选和服务管理，支持数据快照，实中国汽车基础软件发展白皮书5.0l数据采集：提供与不同系统应用通信的接口，支持多种网络协议和数据类型，使得数据能够在l数据服务：允许用户配置数据更新、超时和定时触发等通知方式，通过内置的调度引擎和触发时效性和稳定性。数据分级则基于数据的危害性和重要性进行评估，以确定数据的敏感度和保护级别。l高性能：采用读写分块、零拷贝、共享内存等关键技术，实现低时延l兼容性与扩展性：能够与不同的消息框架和数据类型定义无缝衔接，支持分布式系统的数据共总体而言，整车数据处理框架可以为汽车软件开发提供一个强大的基础设施，它通过优化数据管理l数据采集：整车数据处理框架能够从车辆的各个传感器和控制器中获取数据，并可以进行降频l数据存储：管理数据的物理存储和逻辑组织，提供数据存储访问接口。l数据快照：整车数据处理框架具备实时数据快照的能力，这意味着它能够将内存中的数据状态它确保了即使在系统发生故障的情况下，也能够通过快照恢复到故障前的状态，保障了车辆数l统一的数据处理单元：作为整车数据的统一处理模块，是整车数据处理框架的核心组件。它不l高性能存取：整车数据处理框架采用了先进的读写分块、零拷贝和共享内存技术，大幅数据存取的性能。这些技术的应用，使得数据存取具有低时延和高吞吐的特点，同时减少了资GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0l数据调度引擎：整车数据处理框架的数据调度引擎为用户提供了灵活的配置选项，支持数据更新、数据超时和定时触发等多种通知方式。用户可以利用谓词系统配置l数据安全与合规性：实施数据保护措施，确保合规性，并处理数据访问请求和审计，提供数据l支持分布式系统的数据同步与共享：随着汽车电子系统的复杂性日益增加，分布式异构系统的数据同步与共享成为了一个亟待解决的问题。整车数据处理框架通过提供数据快照功能，实现了内存数据到非易失存储的映射，保证了数据的一致性和可靠性，确保不同系统间的数据实时l支持数据与逻辑分离的开发模式：整车数据处理框架推动了数据与逻辑分离的开发模式，这种整车数据处理框架能够有效处理动态分配的通信资源它能够根据数据的使用需求，提供多种触发策略，实现数据的高效利用。在自动驾驶、ADASl支持面向大数据应用的基础组件：整车数据处理框架作为高性能Cache系统，为大数据应用提供了坚实的基础。它不仅支持高性能的数据中心，还提供了高性能的谓词系统，为整车数据服务提供了强大的支持。在车辆健康管理、远程信息处理等大数据应用场l支持多网络协议和数据类型的兼容性：整车数据处理框架具备良好的兼容性，能够支持多种网络协议和数据类型。这使得它能够无缝对接不同的车辆系统，无论是在CAN网络、以太网总l促进跨平台和跨系统的数据融合：在整车数据处理框架的支持下，不同平台和系统之间的数据融合变得更加容易。它为开发者提供了一个统一的接口和数据处理机制，使得跨平台的数据集整车数据处理框架作为汽车智能化发展的关键技术，通过其高性能的数据处理和服务能力，为车辆询和更新，以维护数据的一致性和完整性。具体接口信息如表3.中国汽车基础软件发展白皮书5.0表示从过去的指定时间范围内获表示从未来的指定时间范围内获确保在动态市场中保持领先，助力汽车行业的持续创新与发展。在探讨整车数据处理框架技术与挑战时，l软件架构升级：随着汽车行业向软件定义汽车转变，软件架构的升级成为必然。面向服务的架了系统的灵活性和可扩展性。通过SOA标准化的接口设计，整车数据处理框架能够实现不同l标准化接口：在整车数据处理框架中，接口标准化是实现跨车型、跨零部件供应商数据共享的l数据快照能力：数据快照功能为整车数据处理框架提供了内存数据到非易失存储的映射能力，这对于故障诊断、系统恢复以及数据记录至关重要。通过快照功能，可l高性能存取技术：通过采用读写分块、零拷贝、共享内存等先进技术，l可配置的采集精度：车端数据库应具有高采集精度，支持采集原始频率的信号数据，以确保获取到的数据准确度满足项目需求。支持采集原始数据最小周期10ms；支持云端可配l数据管理策略：车端数据库应支持数据降频功能，在支持原始频率信号存储和上传的基础上，为了应对这一挑战，整车数据处理框架需要具备高度的灵活性和可扩展性，以适应不断变化的GnAUT5SMO中国汽车基础软件发展白皮书5.0l安全和隐私保护挑战：汽车行业的快速发展也带来了安全和隐私保护的挑战。测试时间长、代价高，安全漏洞可能导致品牌和用户粘性受损。整车数据处理框架需要采取有效的安全措施，l组织流程挑战：整车厂需要建立适应新架构的组织流程，以支持敏捷开发和接口测试。这意味着需要对现有的开发流程进行重构，以适应快速变化的软件需求。此外，组织内部需要建立跨l生态协同挑战：软件定义汽车的发展需要上下游企业的协同合作，包括软件公司、硬件供应商l数据孤岛问题：因车端数据来源广泛，不同数据源之间可能存在信息孤岛