软件架构升级：软硬件由高度耦合向分层解耦发展

随着汽车电子系统的不断发展和普及，传统的汽车嵌入式软件架构已经无法满足复杂的应用需求，因此汽车领域正朝着软硬件分层解耦的方向发展。本文将介绍软件架构逐渐由Classic AutoSAR向Classic AutoSAR+Adaptive AutoSAR混合式方向发展的过程，同时介绍这两种软件架构的主要特点和优势。

一、软件架构的发展历程

传统的汽车嵌入式软件架构主要采用Classic AutoSAR，这是一种基于实时操作系统（RTOS）的软件架构，通过将传感器和执行器与汽车电控单元（ECU）连接，实现了汽车电子控制系统的基本功能。这种软件架构分为服务层、ECU抽象层、微控制器抽象层和运行时环境四个层次，每个层次都有其特定的功能。

Classic AutoSAR的核心思想是将硬件和软件进行分离，通过标准化接口进行通信，从而降低系统的复杂性和维护成本。然而，这种软件架构存在一些问题，例如无法满足复杂的域控制器和中央计算平台的需求，对于汽车电子系统的集成和开发也存在较大的困难。

为了解决这些问题，汽车领域开始向Classic AutoSAR+Adaptive AutoSAR混合式方向发展。Adaptive AutoSAR是一种新型的软件架构，它基于汽车领域的标准化接口和通信协议，实现了更加灵活的软件设计和开发。同时，Adaptive AutoSAR还支持多个实时操作系统的协同工作，为域控制器和中央计算平台提供了更加强大的处理能力和可靠性保障。

二、Classic AutoSAR架构的特点

1.四层架构

Classic AutoSAR的基础软件架构分为四层，分别为服务层、ECU抽象层、微控制器抽象层和运行时环境。其中，服务层是最高层，为应用程序提供了与硬件无关的接口；ECU抽象层负责管理ECU的资源，包括存储器、IO口等；微控制器抽象层则负责管理微控制器的资源，包括时钟、中断等；运行时环境是最底层，提供了任务管理、通信、调度等基础服务。这四层之间通过标准化接口进行通信，实现了硬件和软件的分离。

2.实时性

Classic AutoSAR支持实时任务的执行，可以满足汽车电子系统的实时控制要求。同时，它还支持多种实时操作系统，可以根据不同应用场景选择合适的操作系统。

3.标准化接口

Classic AutoSAR采用了标准化接口，使得不同厂商开发的软件和硬件可以互相兼容，从而降低了开发成本和维护成本。

4.复杂驱动程序

Classic AutoSAR中的复杂驱动程序主要涉及对传感器和执行器进行操作的模块，这部分暂时未被标准化。这也是Classic AutoSAR存在的一个问题，因为不同厂商开发的复杂驱动程序可能存在兼容性问题，从而影响整个系统的稳定性和可靠性。

三、Adaptive AutoSAR架构的特点

1.基于标准化接口和通信协议

Adaptive AutoSAR是基于标准化接口和通信协议的软件架构，支持多种实时操作系统和处理器架构，可以实现更加灵活的软件设计和开发。

2.面向域控制器和中央计算平台

Adaptive AutoSAR主要面向域控制器和中央计算平台等复杂应用场景，可以实现更加强大的处理能力和可靠性保障。

3.灵活的任务管理和通信机制

Adaptive AutoSAR提供了灵活的任务管理和通信机制，可以根据不同应用场景选择合适的任务调度算法和通信协议，从而实现更加高效的软件设计和开发。

4.支持多实时操作系统的协同工作

Adaptive AutoSAR支持多个实时操作系统的协同工作，可以实现更加强大的处理能力和可靠性保障。同时，它还提供了丰富的软件开发工具和调试工具，可以大大提高软件开发和调试的效率。

四、软硬件分层解耦的优势

1.降低系统的复杂性

软硬件分层解耦可以降低系统的复杂性，使得不同的软件和硬件可以互相兼容，从而降低了开发成本和维护成本。

2.提高软件的可靠性和稳定性

软硬件分层解耦可以提高软件的可靠性和稳定性，因为不同层之间通过标准化接口进行通信，避免了因为不兼容造成的故障和问题。

3.实现软件复用

软硬件分层解耦可以实现软件的复用，因为不同的软件可以在不同的硬件平台上运行，从而提高了软件开发的效率和灵活性。

4.提高系统的可扩展性

软硬件分层解耦可以提高系统的可扩展性，因为不同的软件和硬件可以独立进行升级和更新，从而满足不同的应用需求。

5.适应复杂应用场景的需求

软硬件分层解耦可以适应复杂应用场景的需求，例如域控制器和中央计算平台等，可以实现更加灵活和高效的软件设计和开发。

五、总结

随着汽车电子系统的不断发展和普及，软硬件分层解耦已经成为汽车领域软件架构发展的趋势。传统的Classic AutoSAR软件架构已经无法满足复杂应用场景的需求，Adaptive AutoSAR作为一种新型的软件架构，可以满足域控制器和中央计算平台等复杂应用场景的需求，提高了软件的灵活性和可靠性。软硬件分层解耦可以降低系统的复杂性，提高软件的可靠性和稳定性，实现软件复用和提高系统的可扩展性，适应复杂应用场景的需求。因此，软硬件分层解耦是汽车领域软件架构发展的趋势，将会在未来的发展中发挥重要的作用。