SDV (Software-Defined Vehicle，軟件定義汽車)是汽車行業熱門話題，SDV實際是SOA架構和中央計算E/E架構的合體。
SDV的出現主要是因為汽車軟件的復雜程度和成本正飛速增長，開發周期也在拉長，為解決這個問題，SDV應運而生。同時SDV也為整車廠打開了想象空間，比如蘋果那樣的AppStores。SDV的靈感來自手機和IT行業，不僅吸取了手機行業的三大支柱，即標準化開發流程、硬件抽象化和AppStores，也吸取了IT行業的兩個特征，即開源和基于原生云的軟件開發。
圖片來源：博世
SDV的設計目標，大幅度降低開發成本，第一原型的開發周期從按月計算到以小時計算，推出到市場從3年縮短至數周。
如何做到這些，這就是SOA （Service Oriented Architecture）架構。目前，汽車主要還是CAN總線網絡架構，以太網只是用于ADAS和座艙領域，一般也僅是百兆。CAN是廣播通信方式，以CAN為核心的軟件架構是以Signal Oriented Architecture，信號導向架構，于 ECU 的功能是固定的，彼此通過 LIN/CAN 等總線進行廣播式通信，軟件提前編寫并固化在 ECU 內運行。隨著汽車功能越來越多日益復雜，ECU的數量也急劇增多，微小的功能改動都可能會引起整車通信甚至其它 ECU 軟件的更新，這種架構不具備靈活性和擴展性，開發和驗證的成本非常高。這是軟件復雜程度和成本快速上升的主要原因。
圖片來源：懌星科技
服務（Service）這個術語來自IT行業，IT業是構建在以太網上的，它是基于交換的通信，是點對點聯絡加各種轉發。面向服務架構（Service Oriented Architecture，簡稱 SOA）在軟件、信息通信領域是非常成熟、常見的軟件架構設計理念，它鼓勵提供抽象訪問接口和模塊化軟件組件的方式，讓軟件模塊很容易在不同場景下復用，通常以軟件開發套件（SDK）、軟件庫、以及遠程調用的方式提供，上層系統通過復用和自由組合既有軟件模塊，可以實現快速開發特定的功能，并能降低測試驗證成本和縮短開發周期。高內聚、松耦合、可擴展性強是 SOA 架構的核心特點。
圖片來源：懌星科技
SOA是軟件架構
圖片來源：懌星科技
SOA的實現基礎是先進的中央計算E/E架構，汽車以太網是關鍵，最好是全部以太網，當然混合網絡也行，但需要增加不少網關、效率也不高。
圖片來源：懌星科技
判斷一個汽車E/E架構先進程度，就看以太網交換機的數量和帶寬就可以。
隨著汽車系統軟件的復雜度越來越高，特別是自動駕駛、輔助駕駛等新型應用的誕生，應用程序代碼變得日益復雜，為了快速滿足各種不斷變化的消費者需求，由此產生的軟件開發、部署和管理方式也有別于傳統車載嵌入式系統開發。云原生開發模式降低了整個云基礎設施行業的成本、時間和復雜性，非常適合汽車應用開發，其中基于微服務容器架構，可以大量復用工作負載的基礎技術代碼，以及模塊化部署方式，這些都在傳統的智能手機和企業應用中已經得到了大量的驗證。
圖片來源：松下汽車
云原生技術有利于企業在公有云、私有云和混合云等新型動態環境中，構建和運行可彈性擴展的應用，能夠構建容錯性高、易于管理和便于觀察的松耦合系統。結合自動化手段，云原生技術使工程師很容易對系統進行頻繁的代碼變更。云原生技術對于汽車應用開發而言，意味著轉向基于云的開發模式，實現在云端開發軟件并直接部署于邊緣端的汽車上。開發者隨時隨地部署和測試汽車軟件應用，極大縮短車載系統應用的開發和部署周期。
云原生的虛擬仿真與真實部署
圖片來源：安謀科技
車載軟件在本質上可以是同時部署運行關鍵應用和常規應用微服務的。關鍵應用對安全性和實時性的要求更高，相應的微服務從硬件資源調度和依賴的軟件庫必須得到相應的優先級部署。比如某些微服務可能需要滿足 ISO 26262 規范定義的 ASIL-B /ASIL-D的完整性級別，引入經過安全認證的編譯器、運行框架或者SDK，這些編譯器和工具將作為基于微服務容器的一部分進行集成。另外，現有的云原生基礎設施及容器編排技術，可以感知軟硬件特征，特別是嵌入式車載硬件系統的功能特性，按照需求把相應的微服務部署到最合適的節點上，并以最佳方式運行。
這就是以ARM和AWS亞馬遜為核心的SOAFEE，(Scalable Open Architecture For the Embedded Edge)。SOAFEE 的主要目標是定義一個支持車輛應用程序和功能的云原生開發和車輛邊緣平臺部署的框架。該框架允許集成不同的中間件和應用程序軟件堆棧，并重點關注在汽車用例中構建面向服務架構的基本元素。此外，SOAFEE架構將支持所有工作負載的云原生開發，包括具有功能安全性、時間分區、空間分區和實時要求的工作負載。
SOAFEE核心會員包括ARM、AWS、博世、LG電子、大陸汽車、RedHat、大眾汽車旗下的軟件公司CARIAD和SUSE。高級會員包括AMD、黑莓、Cadence、電裝、吉利、映馳科技、三星哈曼、均聯智行、麥格納、Marvell、東軟、NXP、高通、松下汽車、聯想、瑞薩、西門子、索喜、ST、Synopsys、中科創達、Vector。
SOAFEE架構
圖片來源：網絡
RM和AWS是核心。圖片來源：網絡
松下汽車與AWS的原生云開發
圖片來源：松下汽車
松下汽車的SkipGen解決方案
圖片來源：松下汽車
松下汽車也從主要聚焦座艙領域擴展到中央計算和整車E/E架構領域。
SDV大潮涌動，這正是國內云服務商的好機會。
免責說明：本文觀點和數據僅供參考，和實際情況可能存在偏差。本文不構成投資建議，文中所有觀點、數據僅代表筆者立場，不具有任何指導、投資和決策意見。
