架構
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繼上一篇文章智能駕駛域控制器的軟件架構及實現：軟件架構基礎及問題，本文將提出智能駕駛域控制器軟件架構的鳥瞰圖，并從三個維度闡述軟件架構的組成。
Level 2 及以下級別的自動駕駛功能基本上都是屬于“駕駛輔助”性質。各功能的場景，主要的駕駛行為是駕駛員主導，自動駕駛系統只在非常限定的條件約束內對車輛進行操作。而且這些約束條件所形成的場景基本上是各自獨立的，這也就是各功能能夠由不同供應商獨立開發的原因之一。
從 Level3 開始逐步主導車輛的駕駛，與Level2 有了根本性的變化。L3級別就要求在良好的路況環境下，大多數操作將由汽車為主導，車輛將自動完成自適應巡航、車道居中保持、自動變道、自動駛入（駛出）高速匝道等一系列操作。駕駛員只需要在必要的時候對汽車進行干涉。當然這就對自動駕駛系統的硬件算力，傳感器配置，各種感知、規劃、控制算法都提出了更高的要求。
在自動駕駛技術中，比較受關注的如何提高硬件的算力，尤其是能支持深度學習的算法能力，如何開發更好的感知算法等等，然而如何讓這些得到大大提升的各專項能力能協同工作卻很少被特別提及。我們需要的不僅僅是車輛運行過程中，各種自動駕駛功能關聯的技術模塊能協同工作，還要考慮這些不同的技術模塊在開發階段如何能進行有效的分解，因為不同技術模塊往往是完全不同的技術領域，需要不同的專業團隊(或供應商)去完成。如果能把這些技術模塊“拆得開”又“裝得上”就是軟件架構需要解決的問題。
正因為從 Level 2 到 Level 3 的跨越難度太大，所以人們在 L2的軟硬件架構上修修補補，在不改變核心架構邏輯的基礎上盡量增加一些新的功能，才有所謂的 Level2.5。
展開 引言
ADAS功能不斷升級導致對芯片計算能力需求提升，駕駛輔助功能快速提升，分布式架構向“功能域”集中式架構演進成為趨勢。
一、背景信息
1、分布式ECU在汽車電氣化、智能化時代，因為駕駛輔助功能快速的提升，面臨著巨大的挑戰：
各個ECU之間計算能力無法協同，相互冗余，產生極大浪費；
嵌入式操作系統及Application Software由不同的Tier1提供，編程語言和編程風格迥異，導致難以統一維護和OTA升級；
分布式架構需要大量內部通信，導致線束成本增加并加大裝配難度。
因此，分布式架構向“功能域”集中式架構演進成為趨勢。
2、SOA架構助力整車OTA
對比傳統汽車，OTA為汽車注入新的活力。在“軟件定義汽車”時代，OTA（Over The Air）能夠滿足智能汽車軟件快速迭代的需求，避免傳統汽車每次更新都需要去4S店，從而導致效率低下的問題。通過它可以不斷給客戶開啟新的功能，不斷優化產品體驗，吸引客戶，形成生態鏈。
傳統分布式ECU軟硬件架構，整車OTA效率低下。
展開 第一篇內容分享到這里，近日將更新第二篇：《支持L3+的軟件架構及產品架構》，歡迎大家關注！
作者：肖猛，北京未動科技有限公司研發VP
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基于此，本文引入基于SysML的系統架構建模方法[9,10]，在方案設計階段利用基于MBSE的設計方法對空空導彈系統架構進行建模，并對不同系統架構進行仿真分析，最終獲得最優系統架構，實現在方案論證階段減少甚至消除設計中的邏輯錯誤，避免到設計后期才發現由于邏輯錯誤而造成循環設計[11-13]。
1 MBSE理論概述
本文展開基于MBSE 的空空導彈系統架構設計工作。從需求分析和用例出發，利用RHAPSODY 建模工具，基于MBSE 方法和SysML建模語言，對空空導彈系統架構進行建模與仿真，主要包括基于SysML 的需求分析、系統分析和系統設計三個部分，最終實現在空空導彈系統方案設計階段對其架構進行仿真，獲得最優系統架構。
（1）需求分析
該階段目的是將軍方原始需求轉化為系統需求，同時依據需求定義空空導彈用例，詳細描述系統的行為，主要通過SysML的需求圖和用例圖表達。
（2）系統分析
該階段主要是把系統需求分解為功能性需求和非功能性需求，同時將系統功能性需求轉化為若干個可執行模型，利用SysML 的順序圖、活動圖和狀態來實現每一個用例的分析。
（3）系統設計
該階段分為架構分析與架構設計兩個階段。架構分析階段是利用順序圖、活動圖和狀態圖對不同的系統架構進行評估分析，獲得最佳系統架構。架構設計階段功能性需求分配到系統架構的結構中，從而完成系統設計。
2 需求分析
需求分析是指對空空導彈進行詳細的分析，弄清楚空空導彈的戰術要求，包括需要輸入什么命令、什么數據，最后應該輸出什么、做出什么機動動作。具體的需求分析包括功能需求、性能需求、接口需求和約束需求等。首先將DOORS中條目化的軍方需求和量化的性能需求逐條轉化為SysML的需求圖，使得每條細化后的需求都能夠以用例圖來進行動態行為分析。
展開 圖2 大眾MQB平臺未加強前指梁，不利于小偏置碰撞
那什么是車輛架構設計呢？車輛架構是某款車型上所應用的技術組合方式，這些方式可以基于平臺設計，也可以不基于平臺設計。架構設計不同于平臺設計，平臺指的是零件物理上的相同或相似，架構指的是設計理念和思路上的相同或相似。架構設計是汽車頂層設計的一部分，在架構設計層面我們需要權衡技術、市場與消費者期望和物料、研發成本，而引入的技術也可以反哺平臺或服務后續車型。
圖3 架構設計要合理組合汽車所有關鍵部件和人體
因此平臺是穩定、普適的，而架構是靈活、專一的。特定車型的架構設計在大框架上應該存在最優解。例如前橫置前驅+麥弗遜懸架組合，以及機艙縱梁+車身縱梁、門檻梁、中央通道的傳力路徑組合，已經成為傳統燃油車型的標準架構。
3 現階段電動車的平臺架構設計的追求
中國的純電動車行業，細節設計如NVH、強度分析、臺架試驗等能力已經逐漸形成，但是對平臺架構和整體設計研究依然進展寥寥，隨著汽車電動化浪潮的推進，頂層設計能力薄弱的問題愈發凸顯。
合理的電動車平臺規劃有利于充分利用電動車的零部件特點和整車總體優勢，例如成員艙空間、車身碰撞性能、更好的整車尺寸等，此外對于零部件選型和設計也有很強指導意義。
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OpenRadioss模塊架構圖
03 成果展示
在完成代碼擴展后，我們將 OpenRadioss 移植至 太湖之光 超算，順利通過編譯，并完成了多個典型算例（如汽車碰撞、流固耦合等）的 一萬進程并行模擬。
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第十代產品（如IPLEX One）標志著內窺鏡進入了“軟件定義”時代，通過硬件與軟件的解耦，用戶可在統一架構上通過授權解鎖不同性能，核心的Swoptix多視圖成像技術，允許操作者在不退出檢測區域的情況下，實時切換對焦距離與觀察視角，極大地提升了檢測效率。
面向以后的IIoT就緒設計
Bronkhorst MFC可通過OPC UA或MQTT協議接入云平臺，成為工業4.0架構中的智能終端，無論是半導體潔凈室、生物制藥發酵罐，還是氫能測試臺架，都能實現“一屏管全廠”的數字化管理。
四、技術架構特點總結
從整體架構來看，DLMID 負責設備指紋的生成，DLMSign 負責非對稱加密簽名，DLMVerify 作為校驗引擎進行許可證與設備驗證，DLMServ 提供授權服務并支持白名單、TLS 和集群部署，DLMClient 相當于客戶端 SDK 用于借出、歸還及查詢操作。激活碼機制實現了無需主機 ID 的云授權能力，而調試與腳本支持則讓授權邏輯具備可編程擴展能力。
padding: 0px; border: 0px;">3、汽車計算平臺與芯片：</span>包含中央計算平臺、域控制器及 SoC、MCU、功率半導體等核心芯片；軟件定義汽車與車載操作系統、開發工具及智能座艙軟件；智能駕駛、多類傳感器及車路協同系統；車載電子硬件、車載網絡與 5G/V2X 通信技術；汽車線束、連接器等元器件及仿真、EMC、功能安全等測試技術；新能源三電系統、線控底盤與區域化電子電氣架構
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