寫(xiě)在前面的話：

縮寫(xiě)定義

AP：Adaptive Platform AUTOSAR

CP：Classic Platform AUTOSAR

OTA：Over-the-Air

SOTA：Software Over-the-Air

SOA：Service-Oriented-Architecture

ECU前景

Q：CP是用來(lái)干啥的平臺(tái)？AP又是用來(lái)干啥的平臺(tái)？

        AUTOSAR傳統(tǒng)平臺(tái)（CP）標(biāo)準(zhǔn)解決了嵌入式ECU的需求，但是，如高級(jí)自動(dòng)駕駛，需要在車(chē)輛上引入高度復(fù)雜和計(jì)算資源需求量大的軟件，同時(shí)這些軟件在車(chē)輛上必須完全兼容和絕對(duì)安全。對(duì)于ADAS這種控制器，CP無(wú)法滿足其需求。因此，AUTOSAR建立了第二個(gè)軟件平臺(tái)，AUTOSAR自適應(yīng)平臺(tái)（AP）。

        AP主要提供高性能的計(jì)算和通信機(jī)制，并提供靈活的軟件配置，比如支持OTA軟件更新。那些專門(mén)為CP定義的功能，比如電信號(hào)和專用總線系統(tǒng)信息的獲取，可以集成到AP中，但不是標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)。

        AP規(guī)定了運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)架構(gòu)、平臺(tái)的構(gòu)成以及它所提供的功能和接口。它還規(guī)定了用于開(kāi)發(fā)此類(lèi)系統(tǒng)的機(jī)器可讀模型。

技術(shù)驅(qū)動(dòng)

Q1：AP的主要技術(shù)驅(qū)動(dòng)是啥？

        AP有兩個(gè)主要的技術(shù)驅(qū)動(dòng)，一個(gè)是以太網(wǎng)，另一個(gè)是處理器。

Q2：為啥是以太網(wǎng)？

        與傳統(tǒng)的車(chē)載通信技術(shù)（如CAN）相比，以太網(wǎng)提供了更高的帶寬和交換網(wǎng)絡(luò)，能夠更高效地傳輸長(zhǎng)消息、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等。CP雖然支持以太網(wǎng)，但主要是針對(duì)傳統(tǒng)的通信技術(shù)而設(shè)計(jì)的。即使CP對(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化，還是很難充分利用以太網(wǎng)強(qiáng)大的通信能力。

Q3：為啥是處理器？

       雖然多核處理器已經(jīng)與CP一起使用，但多核的處理能力還是不夠。市場(chǎng)上不斷涌現(xiàn)具有數(shù)十到數(shù)百個(gè)核的核心處理器、GPGPU（通用GPU）、FPGA和專用加速器，因?yàn)檫@些處理器比傳統(tǒng)的MCU性能更強(qiáng)。

        眾所周知，每瓦的最佳性能是由不同的計(jì)算資源（如多核、協(xié)處理器、GPU、FPGA和加速器）共同決定的。這被稱為異構(gòu)計(jì)算——目前正被HPC（高性能計(jì)算）所利用——顯然已經(jīng)超過(guò)了CP的范圍。

        同樣值得一提的是，處理器和快速通信會(huì)產(chǎn)生綜合效應(yīng)。當(dāng)越來(lái)越多的處理元件組合在一個(gè)像多核處理器這樣的單芯片中，這些處理元件之間的通信會(huì)變得比傳統(tǒng)的ECU間的通信更快、更高效。這是通過(guò)新型處理器互連技術(shù)（如片上網(wǎng)絡(luò)NoC）實(shí)現(xiàn)的。

        這種芯片的處理能力更強(qiáng)、通信速度更快，也促使人們開(kāi)發(fā)一種可以適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的系統(tǒng)需求的新平臺(tái)。

AP特點(diǎn)

1、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：C
        應(yīng)用程序可以用C 自上而下編程。C 現(xiàn)在是開(kāi)發(fā)新算法和應(yīng)用軟件的首選語(yǔ)言，是軟件行業(yè)和學(xué)術(shù)界在性能關(guān)鍵上的復(fù)雜應(yīng)用。如果使用得當(dāng)，這將使新算法的適應(yīng)速度更快，也能提高應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)效率。

2、體系架構(gòu)：SOA
        為了支持復(fù)雜的應(yīng)用程序，在處理分布和計(jì)算資源分配的過(guò)程中得到最大的優(yōu)化，AP遵循面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）。

        SOA基于這樣一個(gè)概念：一個(gè)系統(tǒng)由一組可以互相調(diào)用的服務(wù)和這些服務(wù)的應(yīng)用程序所組成。SOA通常表現(xiàn)出和AP一樣的系統(tǒng)特性。例如，服務(wù)可以停留在應(yīng)用程序所運(yùn)行的本地ECU上，也可以停留在遠(yuǎn)程ECU上，后者也運(yùn)行著AP的另一個(gè)例程。

        在這兩種情況下，應(yīng)用程序代碼是相同的——通信基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)處理透明通信里面的差異。查看這個(gè)架構(gòu)的另一種方法是分布式計(jì)算，
通過(guò)某種形式的消息傳遞進(jìn)行通信。總的來(lái)說(shuō)，所有這些都代表著相同的概念。這種基于消息傳遞、通信的體系結(jié)構(gòu)，還可以從以太網(wǎng)等快速和高帶寬通信的興起中得到優(yōu)化。

3、并行處理
        分布式計(jì)算的本質(zhì)是并行。因?yàn)樵赟OA中，不同的應(yīng)用程序使用不同的服務(wù)集，所以共享這個(gè)特性。隨著許多異構(gòu)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，AP可以擴(kuò)展其功能和性能的體系結(jié)構(gòu)。

4、現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的利用
        AP借鑒并兼容了現(xiàn)有的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)系統(tǒng)使得它發(fā)展迅速。

5、安全性和可靠性
        AP所針對(duì)的系統(tǒng)通常需要某種程度的安全性和可靠性，可能是最高級(jí)別的。新引入的概念和技術(shù)不能破壞這一點(diǎn)，盡管實(shí)現(xiàn)這些這一點(diǎn)很難。

        為了解決這個(gè)問(wèn)題，AP結(jié)合了體系結(jié)構(gòu)、功能和過(guò)程方法。該體系結(jié)構(gòu)基于SOA的分布式計(jì)算。它也是使每個(gè)組件更加獨(dú)立且不受外界干擾，實(shí)現(xiàn)安全性和可靠性。還有像C 編碼指南之類(lèi)的指導(dǎo)，這樣可以更安全更可靠地使用復(fù)雜的編程語(yǔ)言。

6、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
        AP支持應(yīng)用程序的遞增部署，這意味著我們可以動(dòng)態(tài)地去管理資源和通信，減少軟件開(kāi)發(fā)和集成的工作量，從而縮短迭代周期。遞增部署也適用于探索性軟件的開(kāi)發(fā)階段。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)可以是：

        ▲ 服務(wù)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的預(yù)確定

        ▲ 啟動(dòng)階段動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的限制

        ▲ 除優(yōu)先級(jí)之外的公平調(diào)度算法

        ▲ CPU核心進(jìn)程的固定分配

        ▲ 僅訪問(wèn)文件系統(tǒng)中預(yù)先存在的文件

        ▲ 應(yīng)用程序使用AP和API的限制

        ▲ 僅執(zhí)行認(rèn)證代碼

AP & CP & Non-AUTOSAR

        正如前幾節(jié)所述，AP不會(huì)取代CP平臺(tái)中的IVI/COTS中或AUTOSAR 平臺(tái)。相反，它會(huì)與這些平臺(tái)和外部后端系統(tǒng)（如路邊基礎(chǔ)設(shè)施）交互，形成一個(gè)集成的系統(tǒng)。

不同平臺(tái)的示例性部署

AP 和CP的示例性交互

        上述例子中，CP已經(jīng)包含了SOME/IP協(xié)議，AP和其他協(xié)議也支持SOME/IP協(xié)議。

參考文獻(xiàn)：

        AUTOSAR AP 標(biāo)準(zhǔn)

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