基于汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构

【摘 要】随着社会进步和人们购买水平和使用需求的增加，汽车已经不仅仅是稀有的奢侈品，作为汽车电子系统的核心，传统的电控单元（ECU）也已经不能适应现代汽车的发展需求，因此，现代汽车向汽车研发制造者对革新技术的开发提出了要求。本文分析阐述了基于汽车开放系统（AUTOSAR）构架的汽车电子云制造构架。

【关键词】汽车开放系统；电子云；架构

1前言

随着电子科技技术日新月异的发展和我国家庭汽车数量的快速增加，一方面电子科技在汽车上的应用丰富了汽车的功能，另一方面汽车数量的量变对汽车性能和操作又产生了基于电子技术的质的要求，因此二者是相辅相成相互促进的关系。在这样前提下，汽车开放系统构架和电子云构架的研发满足了二者需求和发展。

2 汽车开放系统（AUTOSAR）架构

☏2.1 技术分析

汽车开放系统架构技术是目前汽车电子领域中最前沿的知识和软件技术，是为了解决现代汽车发展的技术要求与原有技术落后的矛盾而产生，是一套支持分布式、功能驱动的开放性标准化方案，适用于各种不同操作平台的汽车。它的设计原理是：通过提高软件模块的相互信息交换和再使用率，以减低传统复杂电控单元的操作难度，实现优化管理ข，降低更换成本。

此技术架构包含三个层次方面：

（1）架构。分为三个主要的层次：最上面的应用层，是各个应用系统部件的组合；最下面的微控制器，是对各个系统软、硬件的运行进行基本操控；中间为运行中环境与基础软件环境相集合的软件集成平台。

汽车开放系统架构下，每一个电子应用软件部件个体都包含了多个集成的电控单元，具有相应的应用功能，♀并且可以脱离单元微控器而实现；而电子应用软件部件的组合却不可脱离其传感器，但可以通过虚拟功能总线而相对独立于微控制器。

（2）应用接口。AUTOSAR的应用接口为一般汽车的应用接口，且致力于将车体、底盘及动力传动系统乃至整个电控系统的应用接口规范标准化。

（3）方法学。AUTOSAR制定了一套通过软、硬件组件来表述汽车电子操控系统的方法学，该方法学包括了系统信息描述、系统设定及完成过程、元模型和支撑工具等内容。

2.2 应用发展

自2003年研发问世以来，AUTOSAR受到了世界汽车领域的瞩目，各大汽车制造公司纷纷加入其列，并将其引用到自身的汽车制造中。目前，已经运用了AUTOSAR的汽车组件包含了车身ECU、底盘控制系统、动力传动系统、巡航系统、安全警报系统等各个软件组件。

另外随着AUTOSAR软件应用接口标准化的推进实现、越来越多匹配软件技术的开发和支撑工具的丰富化，AUTOSAR成为全世界流行的汽车电子系统首选技术标准方案已成为必然趋势。

另外就我国而言，在AUTOSAR应用上，相对更注重在系统功能性上，而在架构技术上缺乏大力度的钻研，与国外这方面还存有距离。主要电子系统的技术落后，也是国产汽车难在国际中取得一席地位的因素之✡一。

3 基于汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构

3.1 电子云制造架构

汽车电子云制造架构是一种以云计算为技术支撑，以AUTO架构为途径实现各个软件组件信息数据交互的汽车“大脑”。

云计算是基于互联网相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。云计算拥有着每秒高达10万亿次的强大运算能力。基于汽车开放系统架构的电子云制造架构是结合AUTOSAR技术与云计算形成的一种电子云模式，它可以提供实用便捷的汽车内部网络访问，获得各个应用软件组件的资源共享，促进实现汽车内部网络系统的快速有效操作。

它还具有规模大、虚拟化程度高、性能可靠、通用性强、成本低等特点。

3.2电子云制造构架设计

（1）结构

将AUTOSAR的运行总线进行向外扩展，使之与软件架构设计和集成的基础模块（SOA）相匹配，即可使车载封闭环境向云制造环境发展。但在软件架构和基础模块的连接过程中，必然会产生服务请求描述、协议适配器和服务调用速率这些问题，而这也是能否设计出一个电子云构架制造的关键因素。基于这样问题的存在，在实际电子云制造架构设计上做出了相应的应对措施。电子云制造架构结构如下图所示：

（2）架构逻辑

由各软件模块和AUTOSAR接口组成的AUTOSAR总线扩展了AUTOSAR容器和SOA容器，这两个容器分别发出车载电子和云端软件的服务请求描述、服务流程描述、源数据描述、服务分发，以及服务请求、服务组合、服务转发和重启，通过把这些请求发送到云计算中心，进行协议的互相转换，再通过响应请求协议的交互，促使车载环境与云计算环境相互支持互相融合，从而把云端技术合理巧妙地应用到汽车内部网络系统。

（3）应用

基于汽车开放系统架构的电子云制造架构目前在汽车上加以应用的有电气安全、能量管理、动力学控制、远程标定及故障诊断等几个方面。其基层软件在系统控制、内存存储、错误诊断、数据传输、对象模拟等一些列功能上发挥着积极作用。另外，上层软件和基层软件通过AUTOSAR容器进行交互协调，上层软件和外部软件通过AUTOSAR容器、SOA容器和协议适配器进行相应的适配和装载。

在电子云制造架构的技术前提带动下，汽车制造行业的电子技术ก有了大跨步的提高，基本实现了汽车的车体更舒适、行驶更安全、功能更丰富、操作更人性化，并不断朝更先进电子科技方向发展。

4 结束语

基于汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构的研究和应用，是增强汽车制造行业软实力的硬手段，对整个汽车发展领域具有功不可没的深远影响。未来，还应在已经取得的成绩基础上，充分认识到自身的不足，尤其与国外的差距，加强进一步开发与研究，争取让中国汽车电子技术引领世界。

参考文献：

[3]吉莉，王丽芳，廖承林.基于汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构[J].计算机集成制造系统，2012（18）.

[4]龚强.当代云计算发展研究现状[J].测绘与空间地理信息，2013（5）.