搞一下新架构下的软件技术 | 12 汽车电子软件的过去与未来

前言

搞一下新架构下的软件技术系列会从高层软件架构出发，从宏观的软件技术运用开始，逐步展开每个方面的软件技术细节，为读者朋友们提供学习软件相关技术的平台。全系将涵盖软件架构设计，服务应用设计，中间件技术，模型开发技术等方面进行分享。


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汽车ECU发展

首先回顾汽车ECU的发展，从这张图我们可以看到，从1975年第一代电子电喷控制器开始，汽车ECU发展迅速，ECU的数量与发展度也随之快速增长。





发展到1985年，已经出现了像变速箱控制器，发动机控制器等，同时也出现了第一代车内网络总线CAN。接近2000年，更复杂的主动安全控制器，车辆稳定系统控制器，自适应导航控制器等陆续出现。


伴随着汽车ECU的发展，车内网路总线的技术也在不断发展，从相对低速的CAN、LIN总线技术发展出更高速的Flexray, 可以到达10M的通信速率。


最近几年，车内以太网开始应用100-baseT1，1000-BaseT1的以太网技术，从应用场景上是为了满足自动驾驶以及车联系网所需的高数据通信的应用需求。


为了满足复杂的应用功能，相对比较独立的汽车软件，也慢慢引入了互联网的软件技术，如在工业以太网运行成熟的实时通信技术，互联网服务架构理念，给汽车软件带来了创新的灵感。


在这个背景下，对汽车ECU的发展起到了非常大的推动作用。另外新能源汽车发掘出了新颖的功能，更方便的AI人机交互过程，以及越来越智能的辅助驾驶系统。

独立单一功能ECU

接下来讲一下汽车ECU软件的发展历程，一开始汽车上出现的ECU主要是解决单体功能，比如以软件的方式对电油门喷嘴进行更精确的控制，以达到更好的燃油和动力的效率。对于这类控制器，软件的架构也是相对简单的。





微控制器具备一定的外设资源，如果Timer, IO, ADC, PWM。另外它具备一个软件系统必须的CPU，Program Flash, RAM等。


在这类微控制器系统上可以进行一些基本的任务调度，通过定期的产生时间中断来触发周期性的任务调度。任务包括对信号的采集，处理，然后输出相应功能的信号输出。





在逐步的发展中，由多个解决单体功能的ECU，它们之间需要有信号的交互，由此衍生出来带网络通信，更复杂的ECU，他们之间通过网络的互联，将信号收集到功能域控制器，以实现更高级，智能的车辆功能。


比如车身控制器包含了对车上所有车身相关的所有功能，包含有大灯，车窗，雨刮，门锁等。对于这类ECU，它软件的复杂度相对较高。





它是基于分层的