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《車載SOA軟件架構(gòu)技術(shù)規(guī)范1.0》是由AUTOSEMO撰寫的首個車載SOA軟件架構(gòu)技術(shù)規(guī)范,，這是首個面向汽車行業(yè)SOA軟件架構(gòu)的理論體系。近期,，AUTOSEMO將組織針對本規(guī)范的官方解讀,，有興趣的朋友可以關(guān)注“AUTOSEMO”公眾號，了解更多信息,。本規(guī)范是基于AUTOSEMO平臺,，進行車載SOA軟件架構(gòu)共性技術(shù)研究，以及開發(fā)性車載SOA架構(gòu)規(guī)范的研究和定制,。進行行業(yè)技術(shù)和規(guī)范共享,，減少行業(yè)無序重復(fù)性開發(fā)，節(jié)約研發(fā)成本,，最大化產(chǎn)業(yè)投入效益,。本規(guī)范作為汽車領(lǐng)域的SOA架構(gòu)規(guī)范的初版，側(cè)重于SOA技術(shù)的行業(yè)交流學(xué)習(xí),，實現(xiàn)SOA文化的傳播和行業(yè)認(rèn)知的統(tǒng)一,。本規(guī)范從SOA架構(gòu)技術(shù)和AUTOSAR技術(shù)規(guī)范兩個技術(shù)領(lǐng)域，探索車載軟件架構(gòu)技術(shù)規(guī)范的開發(fā)之路,。 《車載SOA軟件架構(gòu)技術(shù)規(guī)范1.0》主體內(nèi)容共4個部分,，內(nèi)容較多，我們將分多篇進行詳細解讀,，本文將介紹前面兩個章節(jié),。下圖是目錄：
SOA架構(gòu)技術(shù)概述面向服務(wù)計算的七大戰(zhàn)略目標(biāo)相互聯(lián)系，具體來說可以分為兩組,，即戰(zhàn)略目標(biāo)和戰(zhàn)略價值（優(yōu)勢）,。其中提高組織業(yè)務(wù)敏捷性、提高投資回報率和減少研發(fā)成本（或IT負(fù)擔(dān)）是其他四個目標(biāo)實現(xiàn)所帶來的價值和優(yōu)勢。在將面向服務(wù)持續(xù)應(yīng)用于軟件程序設(shè)計時,，一系列戰(zhàn)略目標(biāo)和優(yōu)勢（如圖1所示）共同代表了我們所期望實現(xiàn)的目標(biāo)狀態(tài),。理解這些目標(biāo)和優(yōu)勢是非常有益的，因為它們可以為我們提供連續(xù)不斷的總體背景和理由,，以維持我們長期實現(xiàn)面向服務(wù)的投入,。
以下簡單說明七大戰(zhàn)略目標(biāo)的內(nèi)涵：1. 增強本征互操作性：即互操作性指的是數(shù)據(jù)的共享。軟件程序的互操作性越高,，其之間的信息交換越容易,。2. 增強聯(lián)合：即服務(wù)的聯(lián)合,。軟件資源和應(yīng)用程序聯(lián)合在一起,，同時保持其各自的自主性和自治性。3. 增加供應(yīng)商多元化選擇：即供應(yīng)商多元化能力,，指組織必須選擇“最佳品種＂的供應(yīng)商產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新,。4. 同步提升業(yè)務(wù)與技術(shù)領(lǐng)域：即應(yīng)用程序的設(shè)計和實現(xiàn)不僅要滿足初始業(yè)務(wù)需求，也應(yīng)滿足未來隨業(yè)務(wù)性質(zhì)和方向變化時的業(yè)務(wù)需求,。5. 提高投資回報率：即衡量自動化解決方案投資回報率(ROI)是決定應(yīng)用程序或系統(tǒng)實際成本效益的關(guān)鍵因素,。6. 提高組織的業(yè)務(wù)敏捷性：即組織能夠?qū)ψ兓龀龇磻?yīng)的效率，以適應(yīng)行業(yè)變化并超越競爭對手,。7. 減少研發(fā)成本(IT成本）：即減少浪費和冗余,，縮小規(guī)模和運營成本，減少與其治理和演進相關(guān)開銷等,。1.2 SOA架構(gòu)特征及優(yōu)缺點SOA是一個組件化模型,，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（服務(wù)）通過這些服務(wù)間良好的接口和契約聯(lián)系起來。其中,，服務(wù)(Service)是一個粗顆粒度的,、可發(fā)現(xiàn)的軟件實體，以一個單獨實例存在,，通過一組松耦合和基于消息的模型與其他應(yīng)用或服務(wù)交互,。接口是采用中立的方式進行定義的，獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺,、操作系統(tǒng)和編程語言,，使得構(gòu)建在這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。交互的服務(wù)大致由三個實體組成：服務(wù)請求者,、服務(wù)提供者和服務(wù)注冊表,。其中實體間的操作包括：服務(wù)發(fā)布、服務(wù)發(fā)現(xiàn),、服務(wù)綁定和調(diào)用,。面向服務(wù)架構(gòu)是眾多軟件架構(gòu)風(fēng)格中的一種，是微服務(wù)架構(gòu)的一種。因面向服務(wù)架構(gòu)風(fēng)格具有基于標(biāo)準(zhǔn),、松散耦合,、共享服務(wù)和粗粒度等優(yōu)勢，表現(xiàn)出易于集成現(xiàn)有系統(tǒng),、具有標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu),、提升開發(fā)效率、降低開發(fā)維護復(fù)雜度等特征,，更符合智能網(wǎng)聯(lián)化時代車載系統(tǒng)對軟件架構(gòu)的要求,，所以被汽車行業(yè)引入和采用。SOA因組件化和服務(wù)化模型特征,，有其自身的優(yōu)缺點,，具體分析如下（僅針對IT行業(yè)業(yè)務(wù)特征和實施環(huán)境）：優(yōu)點分析： 服務(wù)劃分很困難 服務(wù)的編排是否得當(dāng) 如果選擇的接口標(biāo)準(zhǔn)有問題,，會帶來系統(tǒng)的額外開銷和不穩(wěn)定性 對IT硬件資產(chǎn)還談不上復(fù)用 主流實現(xiàn)方式接口很多,，很難統(tǒng)一 主流實現(xiàn)方式只局限于不帶界面的服務(wù)的共享
1.3 SOA國內(nèi)外技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
在IT行業(yè)，國外于1996年由Gartner第一次提出SOA思想,，2005年SOA開始推廣和普及,，2007年應(yīng)用廠商希望通過發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)來推動SOA的實施，如SCA和SDO通過OASIS審核,，WS-POLICY,、W3C成為W3C標(biāo)準(zhǔn)等，如今SOA在國外IT行業(yè),、通訊行業(yè),、政府部門得到廣泛系統(tǒng)性應(yīng)用。其中,，歐美實現(xiàn)SOA架構(gòu)的關(guān)鍵任務(wù)是：對已有系統(tǒng)中的功能進行提取和包裝,，形成標(biāo)準(zhǔn)化的“服務(wù)”。在國內(nèi),，2006年之前是技術(shù)萌芽,；2006-2008年是過熱期；2009年度過了幻滅期,；從2010年開始進入復(fù)蘇期,，現(xiàn)在正處于由復(fù)蘇期邁向成熟期。其中,，國內(nèi)近30年的IT建設(shè)多為生產(chǎn)型系統(tǒng),，服務(wù)型系統(tǒng)普遍未開始建設(shè),，大量'服務(wù)'需要全新標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)造。在汽車行業(yè),，因汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化需求,，尤其是自動駕駛系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用的需要，車載系統(tǒng)SOA軟件架構(gòu)技術(shù)受到國內(nèi)外整車企業(yè)的關(guān)注,。國外,，2010年以寶馬、電裝,、大眾等為首的歐,、美、日汽車產(chǎn)業(yè)巨頭便開始車載SOA軟件架構(gòu)的研究工作,，形成一定理論基礎(chǔ)和實踐成果,，并對傳統(tǒng)汽車電子系統(tǒng)進行革命性創(chuàng)新。當(dāng)前,，大眾,、奧迪、寶馬,、福特等汽車巨頭自成聯(lián)盟，進行SOA軟件架構(gòu)技術(shù)和規(guī)范的應(yīng)用研究,，預(yù)計2023前后將開始應(yīng)用于量產(chǎn)車型,。國內(nèi)，整車企業(yè)有加入和使用的意愿,，但考慮軟件架構(gòu)規(guī)范核心實施技術(shù)不給予開放,，后期產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)品生態(tài)會高度依賴國外技術(shù)平臺和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將會嚴(yán)重制約車企自身創(chuàng)新發(fā)展,。其中,， 一汽、東風(fēng)和上汽等部分頭部OEM己意識到SOA軟件架構(gòu)的重要性,，在尋找自主解決方案,。同時，軟件架構(gòu)技術(shù)屬于行業(yè)共性技術(shù),，屬于開發(fā)式共性平臺,，因國內(nèi)缺少行業(yè)協(xié)同和協(xié)作機制，在共性平臺和生態(tài)建設(shè)方面發(fā)展緩慢,。SOA技術(shù)規(guī)范現(xiàn)狀2.1 Web服務(wù)SOA相關(guān)技術(shù)規(guī)范概述Web服務(wù)作為SOA架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的典型和成熟代表,，其促進了SOA架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展和推廣，其標(biāo)準(zhǔn)體系的開發(fā)方式和開發(fā)內(nèi)容對于車載SOA軟件架構(gòu)技術(shù)規(guī)范開發(fā)具有深入的指導(dǎo)意義,。2. 1. 1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織SOA架構(gòu)的WEB服務(wù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有三家,，分別為萬維網(wǎng)聯(lián)盟(World Wide Web Consortium, W3C),、結(jié)構(gòu)信息標(biāo)準(zhǔn)化促進組織(Organisation for the Advancement of Structured Information Standards, OASIS)和Web服務(wù)互操作組織(Web Service Interoperability Organisation,WS-I)W3C是一個專注于開發(fā)基于Web的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國際聯(lián)盟。它的使命是通過開發(fā)協(xié)議和指導(dǎo)方針,，確保萬維網(wǎng)作為一種多功能媒體的長期增長,，使萬維網(wǎng)充分發(fā)揮其潛力。1994年Tim Berners-Lee創(chuàng)建了W3C,因為跨網(wǎng)絡(luò)分割的風(fēng)險變得越來越明顯（特別是在多個版本的HTML同時工作時）,。從那時起,，W3C就開始優(yōu)先開發(fā)核心的Web技術(shù)(HTML、XML等）,，以及相關(guān)的樣式化語言(CSS ,、XSLT等）。如今,，Web服務(wù)嚴(yán)重依賴于W3C開發(fā)的技術(shù),，W3C委員會制作Web服務(wù)技術(shù)主要由以下幾部分： OASIS成立于1993年,，是一家非營利性的國際協(xié)會，旨在開發(fā),、整合和推廠包括Web服務(wù),、安全、商業(yè)事務(wù),、供應(yīng)鏈,、電子政務(wù)、互操作性等所需的標(biāo)準(zhǔn),。OASIS對Web服務(wù)的貢獻包括對UDDI(Universal Description Discovery and Integration)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化,，以及對WS-BPEL規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化。此外OASIS也推出了諸如面向服務(wù)的架構(gòu)參考模型和面向服務(wù)架構(gòu)的相關(guān)規(guī)范等,。OASIS和W3C不同,，他的主要興趣在于制定附加規(guī)范以及支持不同的行業(yè)，與應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)系更為密切,。WS-I成立于2002年,，其目的不是建立新的標(biāo)準(zhǔn)，而是旨在推動Web服務(wù)的互操作性,。具體目包括三個方面： - 為客戶的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用提供實施指導(dǎo)和培訓(xùn),；
- 促進跨平臺、跨應(yīng)用軟件和跨程序語言的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的一致和兼容,，并保證可靠兼容,；
- 致力于使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)協(xié)同成為本行業(yè)共同遵守的準(zhǔn)則，以幫助客戶在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)的選擇上輕松決策,，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的應(yīng)用范圍和水平,，并確保網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,。
2. 1. 2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的形成標(biāo)準(zhǔn)如何被開發(fā)出來？為了充分利用Web服務(wù)技術(shù),，最大潛力發(fā)掘其技術(shù)價值,，理解將技術(shù)規(guī)范開發(fā)為已批準(zhǔn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的過程是很重要的。這一切都始于新技術(shù)的原創(chuàng)想法,，當(dāng)社區(qū)對這個想法有足夠的興趣時,，W3C就會舉行一個開放的研討會，相關(guān)方聚在一起討論技術(shù)解決的范圍和技術(shù)提出的解決方案,。就Web服務(wù)而言,，供應(yīng)商組織通常倡議他們獨立或合作開發(fā)的技術(shù)，雖然這些技術(shù)常常用來解決那些對供應(yīng)商來說很重要的問題,，但人們希望讓它們成為非專有的Web服務(wù)框架的一部分,。如果W3C參與者之間有足夠的協(xié)議，那么這些所提出的技術(shù)將成為創(chuàng)建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),。標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)流程是怎樣的,？W3C技術(shù)規(guī)范聲明周期的第一步是成立一個負(fù)責(zé)定義目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的工作組。該組將由W3C成員組成,，他們通常由供應(yīng)商代表和從業(yè)者組成,。W3C還提供了支持的技術(shù)人員，幫助確保該技術(shù)將完全補充其他已經(jīng)開發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),。然后,，該組通過以下階段開發(fā)一個規(guī)范：l．工作草案——這是一個定期發(fā)布的規(guī)范的快照，以讓社區(qū)了解工作組所采取的方向,，并收集早期的意見。2．最后一次呼叫工作草案——當(dāng)工作組認(rèn)為該規(guī)范滿足其所有原始要求時,，它將發(fā)布此文件并正式請求社區(qū)的意見,。這一步驟通常至少持續(xù)三周。3．候選推薦——納入前一階段的反饋后,，工作組要求實施規(guī)范,，以確保規(guī)范實際上是可實現(xiàn)和互操作的。4．建議——證明規(guī)范巳以互操作方式成功實施,，已提交W3C咨詢委員會批準(zhǔn),，這一步驟至少會持續(xù)四周。5.建議——規(guī)范為W3C建議,，通常稱為“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”,。整個過程的持續(xù)時間因所開發(fā)規(guī)范的范圍和復(fù)雜程度而不同。從一個工作組成立的那一刻起,，它可能需要18個月到幾年的時間來提交W3C建議,。在這些階段,，公眾可以通過提交工作組有義務(wù)回應(yīng)的反饋，對正在制定的技術(shù)規(guī)范發(fā)表評論,。工作組成員之間的所有通信和工作組的所有交付成果都發(fā)布為公開訪問,。W3C的一個特殊性是，它的過程是基于共識的,，這意味著整個工作組在做出決定之前需要就解決方案達成一致,。投票只有在有嚴(yán)重分歧的情況下才會進行投票，而通過投票作出的任何決定通常會在剩下的過程中進行仔細審查,。2.2 AUTOSAR-AP平臺SOA相關(guān)技術(shù)規(guī)范概述AUTOSAR-AP平臺采用SOA方法論,，主要涉及一種自適應(yīng)軟件產(chǎn)品的開發(fā)，是一套包括軟件分析,、設(shè)計,、開發(fā)、部署在內(nèi)的復(fù)雜工作流程,。主要包括兩個方面：工作流定義與成果物定義（如圖2-2),。具體描述如下：AP平臺的方法論作為CP平臺的擴展，其引入了新的概念,，AP平臺軟件的實例是在進程的上下文中執(zhí)行,。AP平臺引入了“機器”(Machine)的概念，“機器”是虛擬化的ECU,一個可以部署軟件的實體,。它可以是真實存在的處理器,，也可以是一個虛擬機，AP軟件則運行在某一特定的“機器”上,。(1)開發(fā)服務(wù)接口(Service Interface)AP平臺是一個面向服務(wù)的軟件架構(gòu)(SOA),，基于AP平臺的軟件開發(fā)，首先需要進行服務(wù)接口的設(shè)計,。服務(wù)接口可以由事件(Events),、方法(Methods)和字段(Fields)組成，是生成軟件組件頭文件的基礎(chǔ),。(2)開發(fā)通信結(jié)構(gòu)(Communication Structure)OEM在設(shè)計階段需要指定預(yù)期“機器”(Machine)的通信結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的配置參數(shù),，包括機器的所有網(wǎng)絡(luò)端點和服務(wù)發(fā)現(xiàn)地址端口等。這一步將產(chǎn)生一個可交付的“機器設(shè)計”(Machine Design),，一個特定的“機器”模型將引用一個特定的“機器設(shè)計“ 模型,。(3)開發(fā)自適應(yīng)應(yīng)用軟件(Adaptive Application Software)自適應(yīng)應(yīng)用軟件開發(fā)從軟件組件(SW component)的設(shè)計開始，軟件組件是通過其端口(Port)定義的,，每個端口實現(xiàn)一個服務(wù)接口,。基于服務(wù)接口描述,，生成包含實現(xiàn)軟件組件的頭文件,。開發(fā)人員在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)軟件組件的核心功能,。(4)開發(fā)自適應(yīng)平臺軟件(Adaptive Platform Software)與應(yīng)用級軟件類似，平臺級軟件可以由基于標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)接口的軟件組件組成,，也可以直接實現(xiàn)而不需要軟件組件模型,。包括了功能組狀態(tài)和每個狀態(tài)超時的定義，進程到特定機器的映射,，以及平臺服務(wù)（例如NM,、DoIP) 和基礎(chǔ)模塊（例如日志）配置等。此過程會產(chǎn)生一個獨立于服務(wù)實例或應(yīng)用程序的機器清單(Machine Manifest)軟件的實現(xiàn)和編譯完成后,，需要集成到一個可執(zhí)行文件CExecutable)中,。通過進程來定義特定機器上可執(zhí)行文件的實例化，每一個進程會產(chǎn)生一個執(zhí)行清單CExecution Manifest),，其中包括了進程及其啟動配置,。(7)定義和配置服務(wù)實例(Service Instance)首先對服務(wù)接口進行部署，然后定義服務(wù)接口的實例,，并決定是否提供或使用該服務(wù)實例,。其次要建立服務(wù)實例到機器的映射，以及服務(wù)實例到端口的映射,。此過程會產(chǎn)生進程所需的所有服務(wù)實例清單(Service Instance Manifest)(8)生成軟件包(Software Package)將可執(zhí)行文件及所需清單整合為軟件包上傳到機器上,，而無需重新刷寫。OEM可以將軟件包存儲在后端服務(wù)器中進行統(tǒng)一管理,。由于AUTOSAR的工作流包含了整個汽車軟件開發(fā)流程,，涉及多個開發(fā)角色，因此需要各個開發(fā)角色之間有信息交互,，為了保證信息不出現(xiàn)二義性,，需要對各個環(huán)節(jié)的工作成果物規(guī)則進行定義。同時為了信息的保存,、傳輸,、交互的需求，需要定義這些成果物的載體,，ARXML就是定義了不同流程成果物的載體，使用不同的標(biāo)簽來表示不同的信息及流程,，這些標(biāo)簽的定義就是AUTOSAR的數(shù)據(jù)元模型（如下圖),。MO: 使用Ml級規(guī)則生成的可運行軟件實體，例如車門控制的可自行軟件組件Ml: 使用M2級規(guī)則定義軟件組件,，例如車門控制的軟件組件,，軟件組件的表現(xiàn)形式可以是ARXML,C/C+＋語言或各類文檔。一般情況下會使用工具鏈以ARXML的形式定義軟件組件的框架,，然后導(dǎo)入下游工具鏈生成目標(biāo)語言,?；蛑苯由赡繕?biāo)語言框架，然后手寫代碼的形式完成整體的軟件組件,；M2: 使用M3級規(guī)則定義使用AUTOSAR開發(fā)的元素,、語法及規(guī)則，例如軟件組件,，port口,，機器，清單等,。該級別的元素與具體的功能無關(guān),，類似于各類開發(fā)語言的語法；以上是前面兩章的內(nèi)容,，后面的內(nèi)容下期分享,！
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