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從SOA-RM到AP AUTOSAR

在《AP AUTOSAR基礎簡介》之《AP AUTOSAR & SOA》視頻中，我們提到：AP AUTOSAR是一種面向服務的架構！在《SOA點映》中也提到：SOA不是具體的技術實現(xiàn)，而是一種模板軟件架構！ 那么，怎么來理解SOA是一種模板軟件架構？又如何理解為什么AP AUTOSAR是SOA？以下是筆者的一些理解分享給大家，如有不對之處，還請指出。 SOA的全稱是：面向服務的架構（Service Oriented Architecture），從SOA的概念中，我們比較容易產(chǎn)生一個問題：這個架構怎么來的？要想搞清楚這個點，我們需要先理解以下SOA參考模型（SOA-RM）

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SOA-RM到SOA

SOA參考模型（SOA-RM）描述了SOA環(huán)境中的各個組件（或者實體）及其之間的關系。當前對SOA-RM的研究大致分為以下幾類： 1. 以W3C的Web服務架構工作組為代表：

它是通過定義一些具體的功能組件和其他抽象實體來研究這些組件和實體之間的關系。但是，它定義于Web服務技術背景，故其架構分析具有局限性。

2. 以OASIS成立的SOA-RM技術委員會為代表：

它主張以SOA中相關的抽象概念和實體為出發(fā)點，來研究它們之間的關系。它認為SOA涉及的元素包括服務與服務的描述，服務的發(fā)布與發(fā)現(xiàn)機制，服務的相關規(guī)范，數(shù)據(jù)模型和服務協(xié)議等！

3.以軟件組件為基礎進行系統(tǒng)架構的研究

主要有IBM、微軟等企業(yè)為代表，它們進行著自己的應用平臺以及解決方案的SOA研究。但是這樣的模型依賴于特定的技術平臺，因此，不是理想的SOA通用模型。

筆者比較認可OASIS的觀點，且與汽車行業(yè)相關度大，因此筆者將以OASIS為代表的SOA-RM出發(fā)進行分析。 PS：《搞一下汽車電子》也為各位解鎖全系的朋友準備了中文版的OASIS《soa-rm-v1.0》，在公眾號菜單欄聯(lián)系我們進行獲取 筆者基于OASIS的觀點，整理了SOA-RM與SOA的關系如下：

SOA-RM是一種抽象框架

SOA-RM并不與任何標準、技術和其他的具體實現(xiàn)細節(jié)關聯(lián)

與標準技術和其他具體實現(xiàn)細節(jié)相關聯(lián)的是SOA

SOA是SOA參考模型的一種應用

圖：OASIS SOA-RM 簡單來說：SOA-RM只是一個框架，架構師可以使用現(xiàn)有的協(xié)議（如web服務協(xié)議）、標準以及規(guī)范等來構建具體的架構實現(xiàn)，那么根據(jù)SOA-RM，并結合一定協(xié)議、標準以及規(guī)范等構建出來的架構便是一種面向服務的架構SOA！ 到此，我們知道了SOA的構建來自SOA-RM。那么，接著下一個問題，SOA到底是什么？上文筆者也說明了筆者眼中的SOA：SOA是一種模板軟件架構，這怎么理解？AP AUTOSAR是SOA又如何理解呢？我們往下看：

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SOA到AP AUTOSAR

在《AP AUTOSAR & SOA》中，我們主要介紹了SOA的通信機制，并簡單介紹了SOA的概念。知道了它不是具體的技術實現(xiàn)，那么SOA是一種模板軟件架構如何理解呢？ 我們將模板軟件架構拆開來理解：

模板：基于現(xiàn)有標準、技術等實現(xiàn)一套用于設計和開發(fā)應用程序的原則和方法

軟件：這里的軟件代表著一種軟件設計模式，可以使用互操作服務的形式來開發(fā)軟件

架構：這里的架構是指一種架構設計模式，按照服務所屬所指定的約束和策略來執(zhí)行

軟件架構：是指由系統(tǒng)元素及其外部可見屬性以及他們之間的關系組成。

所以，筆者認為SOA是一種模板軟件架構，并不是具體的技術實現(xiàn)。因為SOA不涉及具體技術實現(xiàn)的內(nèi)容！這也能對應了SOA是SOA-RM的一種應用！ 這里對SOA中服務的概念進行一個簡單說明：

服務是最基本的單元，一種能夠訪問一個或多個功能的機制

理解了SOA是一種模板軟件架構，那么為什么AP AUTOSAR是一種SOA，筆者認為主要體現(xiàn)在以下方面： 從模板的角度出發(fā)來理解，AP AUTOSAR提供了一套開發(fā)應用程序的方法即AP AUTOSAR方法論，主要分為三部分：

架構與設計（下圖藍色框），包含：

開發(fā)一個服務接口描述

通過Machine Design開發(fā)通信結構

軟件開發(fā)（下圖綠色框），包含：

開發(fā)Application-Level類型的軟件

開發(fā)Platform-Level類型的軟件

集成與部署（下圖黑色框），包含：

定義和配置Machine

創(chuàng)建Execution Manifest

定義和配置Service Instance

等等

圖：AP AUTOSAR方法論概覽 從軟件方面理解： AP AUTOSAR使用互操作服務的形式進行軟件開發(fā)，機制如下： 主要包含兩個角色：

服務提供者

服務消費者

兩者之間是通過通信管理中間件（CMM）傳輸層進行通信。 通信管理中間件主要以下通信方式（協(xié)議約束）：

SOME/IP

DDS

服務提供者和服務消費者之間的連接是CMM在運行時動態(tài)創(chuàng)建的！

圖：Proxy Skeleton Pattern 需要提到的是，AP AUTOSAR中采用了服務骨架（Service Skeleton）與服務代理（Service Proxy）模式，服務骨架與服務代理是根據(jù) ”服務接口定義 “ 生成的。 PS：那么SOME/IP如何設計，DDS又如何設計？我們將會在后期《搞一下SOA》系列與《搞一下整車以太網(wǎng)》系列中進行分享（需解鎖全系哦?。? 筆者認為，單一個軟件通信還不足以成為軟件架構，AP AUTOSAR除了通信之外，還有其他的系統(tǒng)元素，如：與存儲相關的ara::per 功能集群。詳細的架構圖如下，我們也在《What AP AUTOSAR》中對上述每個功能集群進行了簡單的描述。 因此，筆者認為，AP AUTOSAR是SOA（注意這里是SOA，不是SOA-RM），是一種模板軟件架構！

圖：AP AUTOSAR架構概覽 上圖中需要提到的是，AP AUTOSAR規(guī)定，Application只能直接訪問POSIX的PSE51接口，不能直接訪問非PSE51接口。 PS：《搞一下汽車電子》也為各位解鎖全系的朋友準備了原版的《IEEE1003.13》，在公眾號菜單欄聯(lián)系我們進行獲取 解釋了為什么AP AUTOSAR是SOA，我們再來總結一下what AP AUTOSAR？

SOA：動態(tài)創(chuàng)建連接

中間件：承上啟下

標準：規(guī)范API及功能、規(guī)范交互方式、規(guī)范開發(fā)方法

詳細內(nèi)容，請查閱《What AP AUTOSAR中》

圖：What AP AUTOSAR 這里筆者也總結了一下AP AUTOSAR的特性：

靈活的軟件配置

Security & Safety

并行處理

與現(xiàn)有標準及規(guī)范的兼容

基于POSIX標準

動態(tài)分配內(nèi)存

SOA

我們從SOA-RM出發(fā)，分析了AP AUTOSAR。AP AUTOSAR也剛發(fā)布了R2011版本，本系列后期也會結合AP AUTOSAR R20-11的新特性來分享《搞一下AP AUTOSAR進階應用》，因此，這里筆者為大家整理了一下AP AUTOSAR R20-11的一些更新！

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AP AUTOSAR R20-11

我們將從文檔、平臺設計以及新增特性等方面進行分享。

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文檔變更

R2011文檔方面的變更還是很大的，《搞一下汽車電子》按照之前的分類方式將R2011進行了整理，大家可以后臺回復" AP點映"進行查看。 我們還是將其分為以下幾個文件夾：

Adaptive Foundation：與基礎功能集群相關的文檔

Adaptive Service：與服務功能集群相關的文檔

General：AP AUTOSAR General文檔

Methodology And Manifest：與方法論、元模型以及Manifest等相關的文檔

Release Documentation：Release相關文檔

其中Adaptive Foundation增加了很多Foundation中功能集權的解釋性說明文檔，主要包括：

AdaptiveService部分，增加了以下內(nèi)容：

其中： 《AUTOSAR_RS_AutomatedDrivingInterfaces》規(guī)定了傳感器接口上AP AUTOSAR的要求。 《AUTOSAR_SWS_SensorInterfaces》描述了傳感器接口的功能說明與接口 Adaptive General部分進行了以下更改：

需要說明的是，R2011標準文檔中，沒有《AUTOSAR_SWS_General》等，筆者認為是缺少了，而不是被刪除了。 Methodology And Manifest部分進行了以下更改：

其中《AUTOSAR_TPS_AdaptivePlatformTimingExtensions》是通過AUTOSAR元模型對時間擴展正式定義的補充。 這里需要特別說明的一個文檔是《AUTOSAR_SWS_AdaptiveIntrusionDetectionSystemManager》。 筆者認為，上述文件入侵檢測系統(tǒng)管理（Idsm）應該是一個屬于Foundation部分的功能集群（FC），但是，其他文檔中，都沒有與Idsm相關的內(nèi)容。即使是《平臺設計》中也沒有。屬于標準的問題，可能會在下個版本中有所體現(xiàn)。

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平臺設計變更

《平臺設計》是AP AUTOSAR中對AP AUTOSAR進行概述的文檔，這里，對平臺設計中主要的改動進行說明如下： 1. 在《持久性》章節(jié)進行了以下更改： 持久性主要的三種應用場景有：

在Adaptive Machine上安裝新的應用程序軟件

將現(xiàn)有應用程序軟件更新到Adaptive Machine

從Adaptive Machine卸載現(xiàn)有的應用程序軟件

圖：Persistency 在R1911中，對上述三種應用場景進行了以下說明： UCM都使用持久性來部署/刪除/更新應用程序的持久性數(shù)據(jù) 在R2011中，對其進行說明如下： 在前兩個場景中，持續(xù)性由UCM通過EM觸發(fā)，以部署/更新應用程序的持久性數(shù)據(jù) 在第三個場景中，UCM可以使用uri從持久性配置中刪除剩余的持久性數(shù)據(jù) 2. 在《UCM》章節(jié)，更改了UCM Master 的狀態(tài)機： 我們也會在后期基于此分享" AP AUTOSAR & OTA"

圖：UCM Master狀態(tài)機 3. 在《Crypto》章節(jié)更改了密鑰管理交互，如：增加獨立且受信任的環(huán)境等：

圖：密鑰管理交互 當然，還有其他更多更改內(nèi)容，可參考《AP AUTOSAR 平臺設計》文檔。 PS：《搞一下汽車電子》也為各位解鎖全系的朋友準備了中文版的AP AUTOSAR R2011《平臺設計》，在公眾號菜單欄聯(lián)系我們進行獲取

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新增特性

從Safety方面來說，新增了系統(tǒng)健康監(jiān)控，主要用于系統(tǒng)協(xié)調(diào)健康狀況/錯誤。主要包含以下內(nèi)容：

SHM Client交流平臺健康狀況

SHM Master確定健康指標

根據(jù)健康指標進行的機器恢復（例如降級）

圖：系統(tǒng)健康監(jiān)控 從上圖也可以看出，SHM Client是在AP AUTOSAR端，SHM Master是CP AUTOSAR端。這也是AUTOSAR官方在AP AUTOSAR 功能安全方面的又一考慮吧。有關AP AUTOSAR & Safety更多內(nèi)容，可查看《AP AUTOSAR & Safety》 在Safety方面，也增加了確定性同步的內(nèi)容，描述了同步行為和周期性激活的要求，包括時間同步和數(shù)據(jù)同步。

圖：確定性同步 從Security方面來說，增加了入侵檢測系統(tǒng)管理，有標準化的接口來報告安全事件，有標準化的過濾機制，來通過網(wǎng)絡來傳輸合格的安全事件。 PS：還是如前所說，除了一份Idsm文檔外，無更多描述

在Security方面，也增加了Crypto API的描述：

軟件和硬件獨立開來

支持分離式非耦合開發(fā)

應用程序獨立于加密解決方案

上述，便是R2011主要的變更，當然還有很多變更，我們會在后期的系列分享中，與大家進行分享，那么為什么要分享《搞一下AP AUTOSAR進階應用》

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Why AP AUTOSAR應用

從流程來說：

需要一套標準化的開發(fā)流程，我們會分享" AP AUTOSAR 方法論"

從架構來說：

汽車EEA從分布式到域集中式再到車輛集中式發(fā)展過程中，需要新的技術、協(xié)議來作為支撐，我們會分享" AP AUTOSAR & EEA"。

當然我們也有《搞一下SOA》系列。

從功能需求來說：

為了避免召回，需要整車OTA功能，我們會分享"AP AUTOSAR & OTA "

汽車高度自動駕駛等需要基于POSIX OS運行具有ASIL 要求的實時Application，系統(tǒng)需要確定性行為，我們會分享 " AP AUTOSAR & 確定性執(zhí)行"

AP標準中無XCP協(xié)議，那么如何基于AP來做標定，我們會分享" AP AUTOSAR & 標定 "

在AP AUTOSAR中能否使用基于視覺的算法？我們會分享" AP AUTOSAR & AI "

如何在AP AUTOSAR中使用DDS的網(wǎng)絡綁定？我們會分享" AP AUTOSAR & DDS "

從應用來說：

自動駕駛平臺涉及哪些軟件技術？AP扮演什么角色？我們會分享 " AP AUTOSAR & 自動駕駛"

智能座艙涉及哪些技術？AP 扮演什么角色？我們會分享" AP AUTOSAR & 智能座艙 "

如何基于AP AUTOSAR開發(fā)中央計算單元？我們會分享" AP AUTOSAR & 中央計算單元"

如何基于現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術與AP解決昂貴的車輛更新緩慢問題？我們會分享" AP AUTOSAR & IoT "

從兼容適配來說：

系統(tǒng)應能夠支撐應用程序分離，我們會分享" AP AUTOSAR & Hypervisor"

當然，上述內(nèi)容會根據(jù)實際情況進行一定的調(diào)整。最后再回答一個大家比較關心的問題：如何學習AP AUTOSAR？

首先，請在公眾號《搞一下汽車電子小助手》后臺回復 " 系列 " 查看《搞一下 AP AUTOSAR基礎簡介》《搞一下 AP AUTOSAR平臺設計》

接著，請具備cpp編程能力

然后，從《AUTOSAR方法論》進行突破

接著，研究標準文檔，如果工具鏈，基于工具鏈進行研究最好。

原文標題：如何理解SOA是一種模板軟件架構？

文章出處：【微信公眾號：汽車電子設計】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

責任編輯：haq