一種面向SOA架構適應性功能設計與實現方法

吳 浩，楊 華，雷永富，陶華勝，韓嵩嵬

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241003）

1 研究背景及意義

中國是全球最大的制造業國家，汽車行業舉足輕重。當前人民生活水平不斷提高，對汽車的安全性、舒適性和實用性的要求也越來越高，隨著第三次信息革命的不斷沖擊，新的技術不斷地發展，并且在汽車制造業上得到充分的應用。隨著汽車越來越智能化，服務化功能配置增加帶來電器控制模塊數量增加，此時SOA架構適應性原子服務功能開發尤為關鍵。

SOA架構適應功能的特點在于不可預見性，通過將新增開發的功能需求編輯成功能邏輯圖，然后將功能做成原子服務API做到ECU控制器中，最后向調用方提供API接口，實現軟硬解耦，賦能上層應用軟件，可快速開發迭代。我們往往在設計軟硬件時會預埋一些軟件和硬件，當未來有競爭性的服務功能在整車上有需求時，SOA服務架構可以提前將預埋的原子功能服務開發完成，后續通過直接升級軟件即可實現適應性功能，極大地提高硬件平臺可復用性，縮短項目開發周期和降低項目開發成本，給用戶帶來更好的服務功能。

2 功能設計

2.1 新增功能開發

新增功能的特點在于不可預見性，我們往往在設計軟硬件時會預埋一些軟件和硬件，當未來可能出現有競爭性的功能，直接升級軟件即可實現。但是新增功能不會給我們準備時間，就需要依照完整的開發流程，從客戶特征→功能需求分析→功能邏輯編制→信號交互邏輯→軟硬件開發→軟件燒錄→樣件測試→提交樣件，再到具體實現此功能且需進行測試驗證，都是不可或缺的路徑。

以下為車輛健康檢測功能開發示例。

1）客戶特征：智能健康生態座艙體驗的用車過程中場景，實現車內空氣品質監測并自動提醒、凈化。

2）需求分析：車內空氣品質監測、DMS（抬頭顯示控制器）識別抽煙狀態、車內空氣品質異常等，聲音提醒，氛圍燈變色及閃爍，提醒是否降窗（車窗/天窗），開啟外循環，啟動空氣凈化系統。車外空氣品質監測、外部空氣品質惡化等，聲音提醒，氛圍燈變色及閃爍，提醒是否關窗（車窗/天窗），開啟內循環，啟動空氣凈化系統，有OMS功能直接執行，無增加提醒。

3）功能邏輯編制如圖1所示。

圖1 車輛健康檢測功能狀態功能邏輯圖

4）通信矩陣的編制：最后通過編制通信矩陣，主機廠的開發工作就完成了，將ARXML文件輸入給供應商進行軟硬件開發，供應商通過輸入的ARXML文件生成功能代碼包，最后燒錄到ECU控制器中。

2.2 同一功能的硬件變形開發

同一功能的硬件變形開發往往出現在造型產生大變動的車型上，原來的按鍵開關改成了滾輪式的開關，物理開關改成了軟開關等。該種功能開發的特點是原有的功能依然有，但呈現方式發生了一些變化。該類功能主要的開發工作就在于如何將變更的操作方式和底層交互邏輯進行重新匹配，過程為：功能需求分析→功能邏輯編制→信號交互邏輯→軟件測試→交樣。方向盤物理結構開關功能邏輯如圖2所示。

圖2 方向盤物理結構開關功能邏輯圖

2.3 同一功能的軟件變形開發

同一功能的軟件變形開發多數發生在大屏主機、TBOX所主控的功能層，比如有階開關改成了無階開關，原有的功能有了更高階的操作或實現方式，需要對實現交互邏輯進行重新定義，并對軟件及硬件進行適應性開發。該類功能需要從功能邏輯編制→信號交互邏輯的路徑進行開發，例如車窗開啟的全位置控制。

1）主駕座椅電動（8向/6向）調節，座椅按鍵布置在大屏主機上，具體控制邏輯見圖3和圖4。

2）按照圖3和圖4對電動座椅進行按鍵調節時，座椅將隨之移動，不觸發電動座椅按鍵時，座椅將隨之停止移動。

圖3 主駕電動座椅（8向）調節圖

圖4 主駕電動座椅（6向）調節圖

通過將功能邏輯轉換成信號交互的邏輯，最后將通信矩陣信號做成API原子服務清單，將信號邏輯做成很多的原子服務API存放在中央網關控制器中，最后向調用方提供API接口，需求方可以通過API接口直接調用控制器里面的各種功能服務，實現了軟硬件接口。圖5是電動座椅調節功能的通信矩陣信號邏輯圖。

圖5 通信矩陣信號邏輯圖

3 總結

1）接口中立，實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言，使得控制器系統中的各種服務能以一種統一的方式交互，可伸縮性，硬件可重復利用，軟硬件耦合性好，可以獨立維護軟件代碼。

2）SOA架構適應性功能設計開發是將車輛體驗功能做成原子服務，提前在中央控制器中進行軟硬件預埋，后續智能座艙需要實現此功能就可以通過后臺OTA升級軟件實現調用該功能的原子服務，即可同時實現多個適應性原子服務功能開發及多次平臺復用，推廣性極高。

3）減少電器控制模塊的軟硬件開發周期和開發成本，提高項目開發進度。

4）提高整車體驗服務功能可選擇性，讓客戶可以體驗享受更多功能服務。

5）SOA服務架構是將各控制器的軟硬件做到相耦合，將控制器里面的應用程序做成原子服務化，獨立于實現服務的硬件平臺、編程語言和操作系統，使得應用程序中的原子服務可以統一和通用的方式進行信號交互。

6）原子服務包可以通過OTA進行軟件升級，提高售后服務支持效率，規避售后品質問題，提高品牌影響力。

4 結束語

隨著汽車行業向新四化轉變，軟件定義汽車概念的提出，電子架構作為新四化的基礎技術，行業普遍認為架構定義軟件，故電子架構的開發方式需從傳統的基于信號的開發，即軟硬耦合轉變為面向服務的開發，即SOA架構，實現軟硬解耦。SOA架構目前廣泛應用于互聯網IT行業并取得了成功。隨著行業趨勢變化，汽車行業正在整體推進SOA架構的開發，但由于汽車存在重安全、信息傳輸速率、特有的通信協議、客戶的體驗要求越來越多等特點，需要對互聯網SOA架構進行適應性開發，來滿足汽車行業的各項功能開發要求，目前行業內各主機廠對SOA架構的開發都處在初步階段，并無統一或絕對正確的標準。