從軟件工程師的全棧式開發(fā)能力、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的全棧自研現(xiàn)象開始交流，引入“全棧式”開發(fā)協(xié)同模式的討論，對(duì)軟件工具鏈運(yùn)用而言，如何進(jìn)行全局思維協(xié)同眾多工具的開發(fā)過程？如何適配愈來愈復(fù)雜的系統(tǒng)開發(fā)流程？

ICV嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

 

未來10年汽車軟件與EE市場(chǎng)的營(yíng)收將翻一番，EE系統(tǒng)在整車成本所占比例也將翻一番；相關(guān)的汽車召回活動(dòng)也在顯著增加，業(yè)界正在疲于應(yīng)對(duì)這種快速增長(zhǎng)帶來的系統(tǒng)復(fù)雜性；EE架構(gòu)多代演進(jìn)過程中，軟件地位不斷提高，軟件價(jià)值日益顯現(xiàn)；于是就有了SDV軟件定義汽車的趨勢(shì)，也就是說，更多新功能增加從通過車機(jī)改為通過軟件來實(shí)現(xiàn)；軟硬解耦不僅促成了軟件定義汽車，更重要的是還影響了車型項(xiàng)目的規(guī)劃及開發(fā)周期；傳統(tǒng)車型開發(fā)進(jìn)行到SOP即告結(jié)束，而ICV汽車通過運(yùn)營(yíng)平臺(tái)可以繼續(xù)提供功能更新，所以開發(fā)部門還會(huì)推出多次軟件交付SOP-X;軟件開發(fā)迭代時(shí)間將更長(zhǎng)，軟件代碼行數(shù)量也將持續(xù)增長(zhǎng)，所以EE的開發(fā)方式正在重新定義，汽車生態(tài)鏈也正在形成新的開發(fā)合作模式；

軟件開發(fā)更多采用敏捷開發(fā)流程，即更短周期交付軟件(如每月或每?jī)芍懿渴鸾桓兑淮?，通過后續(xù)多次迭代解決軟件關(guān)聯(lián)的失效問題；傳統(tǒng)的汽車開發(fā)方式需要針對(duì)明確的市場(chǎng)需求做好階段規(guī)劃，進(jìn)行嚴(yán)格的轉(zhuǎn)階段評(píng)審，近年來強(qiáng)調(diào)了開發(fā)流程與系統(tǒng)工程V模型的鏈接，但問題解決流程仍相對(duì)較慢，開發(fā)周期仍相對(duì)較長(zhǎng)；而今天一款智能網(wǎng)聯(lián)車的開發(fā)在生態(tài)鏈上要求這兩種不同的開發(fā)模式共存，建立正確的鏈接提交客戶正確的軟件版本，我們的軟件工具鏈需要考慮如何適配這些共存的開發(fā)模式；

再談?wù)凟E相關(guān)的合規(guī)，從2017年開始日益嚴(yán)苛的法規(guī)清單，如功能安全領(lǐng)域的ISO 26262，通過HARA 危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定組件系統(tǒng)的ASIL風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)消除人為風(fēng)險(xiǎn)；涉及網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，有類似的TARA威脅分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；隨著清單法規(guī)的強(qiáng)制執(zhí)行，我們的軟件工具鏈更需要考慮如何支撐這些合規(guī)管理流程；

ICV嵌入式系統(tǒng)一般開發(fā)模式 | 工具鏈應(yīng)用評(píng)估

 

OEM通常采用EE架構(gòu)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)消息集驅(qū)動(dòng)整個(gè)開發(fā)流程，供應(yīng)商輸入相應(yīng)的子系統(tǒng)需求響應(yīng)最初的整車需求，各個(gè)子系統(tǒng)專家通常采用不同的工具進(jìn)行各自的開發(fā)工作；最終OEM通過一臺(tái)車將所有ECU連接進(jìn)行EIPF測(cè)試臺(tái)的集成測(cè)試，這時(shí)往往發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的功能失效問題，由于每個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立的系統(tǒng)架構(gòu)定義，這些后期問題難以追溯，而這正是合規(guī)管理所需要的，所以我們的軟件工具鏈需要適配提供從流程后端到前端的全流程追溯能力；而在系統(tǒng)復(fù)雜性增加的趨勢(shì)下，僅僅靠EE架構(gòu)驅(qū)動(dòng)開發(fā)流程是不夠的，實(shí)際上在流程前端還需要補(bǔ)上整車層級(jí)的系統(tǒng)架構(gòu)和軟件架構(gòu)規(guī)劃，以支持從早期階段開始的、多階段可持續(xù)的虛擬驗(yàn)證和聯(lián)合仿真；

梳理一下這三大架構(gòu)的關(guān)系：EE架構(gòu)指通過CAN、Flex Ray、以太網(wǎng)等多種類型的網(wǎng)絡(luò)，和網(wǎng)關(guān)建立多個(gè)ECU的鏈接，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)車輛域下的智能功能，如AEBS,ACC等；軟件架構(gòu)與EE架構(gòu)相關(guān)聯(lián)，同樣對(duì)應(yīng)于多個(gè)車輛域的嵌入式軟件組件，包括基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件，從早期強(qiáng)耦合的車內(nèi)嵌入式軟件，到AUTOSAR AP，再到AUTOSAR CP；

在嵌入式系統(tǒng)的正向開發(fā)流程中，依次逐級(jí)開發(fā)的架構(gòu)為系統(tǒng)架構(gòu)、軟件架構(gòu)、EE架構(gòu)；作為流程最前端的架構(gòu)，系統(tǒng)架構(gòu)通常指功能的整體規(guī)劃，包括哪些功能，如何實(shí)現(xiàn)，由誰實(shí)現(xiàn)；定義不同域之間的聯(lián)系，定義子系統(tǒng)接口，進(jìn)行系統(tǒng)分解；

 

 

ICICV嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新開發(fā)模式 | 工具鏈“全棧式”適配

 

面對(duì)電子電氣新趨勢(shì)，達(dá)索系統(tǒng)主張?jiān)陂_發(fā)流程前期綜合采用多種架構(gòu)模型來應(yīng)對(duì)和統(tǒng)籌快速增長(zhǎng)的系統(tǒng)復(fù)雜性，基于一個(gè)協(xié)作平臺(tái)進(jìn)行整車3類架構(gòu)建模及分級(jí)關(guān)聯(lián)管理，從而打通嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的新鏈路；整合多種來源的需求，將分類后的需求分別用于這3類架構(gòu)的規(guī)劃和建模，基于這些架構(gòu)衍生其它的開發(fā)活動(dòng)(如物理網(wǎng)絡(luò)，ECU軟件代碼，PCB設(shè)計(jì)等)；從R需求、F功能模型、L邏輯模型到P物理模型，整個(gè)開發(fā)流程始終可以借助RFLP模型進(jìn)行各類功能的虛擬驗(yàn)證和場(chǎng)景的聯(lián)合仿真；從虛擬驗(yàn)證到聯(lián)合仿真，自始至終有各類工具鏈的驗(yàn)證活動(dòng)，所以最重要的是頂層我們還需要一個(gè)平臺(tái)規(guī)劃車型和項(xiàng)目，管理各類驗(yàn)證配置和狀態(tài)進(jìn)度等等；基于這種正向的開發(fā)流程，達(dá)索系統(tǒng)提供的解決方案可以拉通生態(tài)鏈上軟件工具鏈的協(xié)作，并可在此基礎(chǔ)上為各類工具量身定制，將各自創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為可驗(yàn)證的模型鏈，衍生出可追溯的數(shù)據(jù)鏈；三大架構(gòu)就好比三駕馬車的拉動(dòng)，在每個(gè)開發(fā)階段支撐各類必要的虛擬驗(yàn)證，從最前端的RIL,MIL,到SIL,HIL,DIL等；

下面就是由這三大架構(gòu)牽引驅(qū)動(dòng)形成的“全棧式”工具鏈解決方案，達(dá)索系統(tǒng)基于3DE平臺(tái)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)能力進(jìn)行了“全棧式”應(yīng)用整合，使得這些工具鏈能以工業(yè)軟件App的無縫協(xié)作形式，為生態(tài)鏈每個(gè)開發(fā)角色提供基于模型的“數(shù)字連續(xù)”協(xié)同；

“全棧式”工具鏈總體上分為三大域，其中需求開發(fā)與系統(tǒng)分析相關(guān)的流程工具鏈活動(dòng)跨接全域；架構(gòu)規(guī)劃域：通過系統(tǒng)工程全局思維更全面地整合利益相關(guān)者的需求，盡早驗(yàn)證系統(tǒng)解決方案的概念是否最佳；軟硬件開發(fā)域：改善機(jī)電軟多學(xué)科的開發(fā)合作、OEM/供應(yīng)商交流；仿真驗(yàn)證域：提供不同顆粒度下多學(xué)科的性能虛擬驗(yàn)證與功能集成測(cè)試、通過多輪聯(lián)合仿真減少驗(yàn)證時(shí)間和成本；

17項(xiàng)流程工具鏈中，既包括智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)相關(guān)的達(dá)索系統(tǒng)品牌應(yīng)用，如CATIA,ENOVIA,SIMULIA等，也已融合業(yè)界熟知的一些第3方軟件工具，通過Power’By，即3DE平臺(tái)加持后“即插即用”的形式達(dá)到與其它軟件工具鏈高效協(xié)作的效果；

 

 

ICV嵌入式系統(tǒng)“全棧式”開發(fā)能力展示 

 

隨后以AGS(主動(dòng)式格柵降溫系統(tǒng))及AEBS(自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng))為例，展示在3DE協(xié)作平臺(tái)加持后軟件工具鏈高效協(xié)作的效果；    創(chuàng)意想法&產(chǎn)品需求管理：幫助需求開發(fā)工程師與市場(chǎng)團(tuán)隊(duì)的高效協(xié)同，確保“主動(dòng)式格柵降溫”的創(chuàng)新想法高效轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品開發(fā)前端嚴(yán)謹(jǐn)?shù)妮斎耄卉囆团渲?amp;項(xiàng)目管理&產(chǎn)品結(jié)構(gòu)&變更管理：幫助產(chǎn)品經(jīng)理、設(shè)計(jì)師高效協(xié)同，確保多個(gè)來源的整車需求規(guī)格可以按統(tǒng)一的特征選項(xiàng)庫和配置規(guī)則管理；從新需求-特征選項(xiàng)-車型配置-開發(fā)任務(wù)-待開發(fā)的軟硬組件(AGS)-變更單等，開始形成端到端的可追溯性，滿足合規(guī)管理的要求；

新功能的系統(tǒng)架構(gòu)定義：針對(duì)待開發(fā)的新功能，在頂層架構(gòu)下擴(kuò)展定義溫控解決方案系統(tǒng)架構(gòu)，描述相關(guān)用例及駕駛場(chǎng)景，針對(duì)HVAC控制器進(jìn)行加熱、降溫、等待狀態(tài)的行為描述，進(jìn)行子系統(tǒng)分解定義形成系統(tǒng)和軟件開發(fā)的邊界；維護(hù)滿足整車多個(gè)系統(tǒng)、甚至整個(gè)生態(tài)運(yùn)營(yíng)需求的系統(tǒng)架構(gòu)模型(SoS)，如車隊(duì)管理，充電管理，儲(chǔ)能管理等；通過MBSE全局思維進(jìn)行的架構(gòu)開發(fā)活動(dòng)，幫助架構(gòu)建模師基于MBSE的開發(fā)框架，整合多源需求，從頂層到多層級(jí)的子系統(tǒng)架構(gòu)形成一致、完整的開發(fā)規(guī)格；

逐級(jí)開發(fā)，分級(jí)關(guān)聯(lián)的三大架構(gòu)、ECU軟件組件管理，RFLP模型鏈形成后綜合的系統(tǒng)影響分析：從需求、功能邏輯到EE軟件架構(gòu)、軟件算法、軟件代碼，從概念規(guī)劃到詳細(xì)設(shè)計(jì)的全流程，基于RFLP模型鏈上各類豐富的數(shù)據(jù)集，可以組織協(xié)同評(píng)審并進(jìn)行各類軟硬組件的追溯分析，如平臺(tái)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出RFLP模型鏈?zhǔn)纠?700個(gè)可追溯的對(duì)象，2500多條鏈接；幫助軟件開發(fā)人員、系統(tǒng)分析人員從前到后追溯各類軟件工具鏈產(chǎn)生的模型鏈，了解是否有開發(fā)遺漏，明確是否遵守了法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)或流程；

與ECU軟件關(guān)聯(lián)的硬件組件開發(fā)狀態(tài)：AGS熱管理設(shè)計(jì)環(huán)境，即過濾車型配置(豪華款)后的統(tǒng)一的機(jī)電軟BOM(UPS)，幫助硬件開發(fā)人員將新的硬件組件正確鏈接對(duì)應(yīng)的ECU軟件版本，對(duì)軟硬件組件都有開發(fā)成熟度管理；

從引入AGS功能的創(chuàng)新想法到軟硬件集成的開發(fā)流程、整個(gè)開發(fā)生態(tài)鏈依托三大架構(gòu)，可以融合各類工具鏈打造RFLP模型鏈，進(jìn)而形成各級(jí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈，從而始終保持全流程的可追溯性，滿足合規(guī)管理要求；

 

 

綜述 | 3DE”全棧式”軟件工具鏈適配ICV開發(fā)新方法&新流程

 

我們要以新的方式應(yīng)對(duì)SDV帶來的復(fù)雜性，不僅涉及推動(dòng)SDV的軟硬件解耦，也涉及重新定義OEM與多級(jí)開發(fā)生態(tài)鏈(Tier X)、運(yùn)營(yíng)服務(wù)商之間的邊界，還需要考慮傳統(tǒng)和敏捷開發(fā)方式的共存；伴隨嵌入式系統(tǒng)的演進(jìn)，開發(fā)流程更多地強(qiáng)調(diào)通過前端3 大架構(gòu)模型，驅(qū)動(dòng)工具鏈高效的開發(fā)協(xié)作、實(shí)現(xiàn)生態(tài)鏈更高質(zhì)量的整車集成驗(yàn)證；

選擇智聯(lián)系統(tǒng)開發(fā)模式，就是選擇工具鏈，就是選擇各類工具協(xié)作過程中創(chuàng)建的模型，在多大程度上能否轉(zhuǎn)化為可持續(xù)驗(yàn)證的模型鏈，形成全流程可追溯的數(shù)據(jù)鏈，工具鏈所依托的協(xié)作平臺(tái)能否為眾多的工具提供“全棧式”開發(fā)的數(shù)字連續(xù)協(xié)同；

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