导读:
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因为这些年,AUTOSAR一直在普及,大家也越来越认识到这个AUTOSAR的重要性,所以用的人也非常多,所以这里面我就不去做这个AUTOSAR使用方面的介绍,本文主要还是想从我自己多年从事基础软件开发和用AUTOSAR软件的一些个人感受来谈。
AUTOSAR简介
先简单介绍下AUTOSAR,不论从这个组织架构上,还是涵盖范围上,以及标准实施上。其实AUTOSAR都是一个集大成者,九个核心会员基本上就不变了。他们一直在左右这个AUTOSAR的发展方向。
那其他的会员,也分不同层级,就看这个图上有很多圈儿,有第一层第二层,不同层级都有不同的权限,所以很多公司都想进这个圈。
AUTOSAR发展一直没有停止,基本上每年都会出新版本,从原来的1.0不成熟,到后面的3.0到4.0系列,现在的话已经到这个名字已经不那么叫了,不叫5.0了,叫R20,R21,这个名字就比较时尚了。在官网这些个版本都可以找到,有感兴趣的话可以去下载,比较一下有什么区别。你可以看一下主要的你想关注的部分。
不管怎么变,其实AUTOSAR它的核心思想并没有变,还是三条,第一个就是统一标准,提供一个开放的,一个通的标准文档,大家都可以看,免费的。第二个,就是实现可以分散,它有比较高的层次化和模块化,在结构上和硬件解耦,然后软件,上下层解耦。
经常看到一个口号,就是说AUTOSAR他是以什么方式来实现?标准合作实现来竞争,标准共享,大家凭本事自己去实现,最后来去互相竞争,这个基本上已经达成了共识。
从上图看比较明显,左边的话基本上就是由工具来实现,然后通过配置,还有一些个定义。最后生成代码到右边,是工程师比较较熟的过程了,就是做软件开发的一个基本的过程。
比如说写个自动代码,编译链接,然后后面做处理等等,当然这个反复迭代是是不可避免的,一定要反复迭代,因为很多需求也在变,包括OEM的需求在变,需求一直在变,基本上我们也都司空见惯了(这点是很正常的)。所以看起来是一个比较容易的事情,这种东西其实反复迭代可能好多遍,最后你才生成一个双方都满意的版本。
另外一个AUTOSAR的优点就是文档多,一般做别的开发,就感觉文档比较少,可参考的文档比较少,但是AUTOSAR不一样,它文档就很多,规范的话200多个,需求2600多个.按每页A4纸来算的话,大概有两万多页。高度的话差不多就是两米。他从软件架构、软件需求到软件详细设计,到设计用例。
AUTOSAR的三个主要优点
第一个就是很明显能缩短这个开发时间,如果你不使用AUTOSAR,要开发一个比较复杂系统,你基本上两到三年是要的。用了AUTOSAR的话,最慢半年搞定了,如果快的话可能更短,如果成熟的话。对单个模块开发的话更快,因为AUTOSAR已经帮你做好了,你只需要配一下可能一两周就搞定。
第二个:AUTOSAR他把你的文档架构都已经做好了。剩下后面的工作可能就是配一下,然后整合一下,因为AUTOSAR帮你把文档架构都已经做好了,所以架构师的角色也不需要了,基本上就不用配这个架构师了,开发人员的话,3分之2的人都可以裁掉了,所以看起来维持的几十个人团队,目前看来好像还挺大的,其实相比以前这种开发的话,人数已经少太多了。
第三个就是测试要求降低了,因为代码已经是由工具厂帮你做了,单元测试你可以就不用去做了,你如果需要的话,这些个认证,可以去跟供应商去要。
关于AUTOSAR的未来,图上的A点和B点就不用多说了,基于汽车的智能化发展越来越多,需求也越来越多,功能安全和信息安全也一定会涉及到。AUTOSAR持续更新,那么供应商也一定会提供这些模块。
主要是C点AUTOSAR是高度依赖于工具的,所以后面做的越来越智能,有些工具已经做的就很傻瓜,你默认配置可能就解决了80%的工作,剩下的20%出问题,可能有自动修复就帮你搞定了。
AUTOSAR的弊端
第一个弊端就是贵。这个买过的人都知道它很贵,就是基本上几百万,可能还还收费形式不一样,对针对不同的控制器,针对于不同的芯片项目都不一样。这个很贵。一般小厂的话,好像买这个可能要掂量掂量,因为什么都没产出的话,几百万就花掉了。另外一个,对于不满足需求部分,如果你想去让工具厂商去改,那这个费用也非常高的,而且时间很长。这是它的第一个弊端。
对于控制器来说AUTOSAR有这几个缺点
一,代码量庞大
他代码量特别大。因为它很多这种配置项,除了那些个可以预编译的以外,还会有很多也没有细看过,当然里面很多东西也不知道做什么,反正一个文件一个功能的话,它总是搞得比较复杂,当然从安全的角度是有他的道理的。和一个以前同样功能的控制器相比,代码相当于四到六倍,这个很常见,所以对于flash要求很耗资源。在选的时候,如果你想用AUTOSAR的话,你你可能真的要考虑考虑你的flash要选多大,加上现在的话,因为还有很多双备份刷新,你这个容量肯定翻倍了。
二、选项众多
因为想把这个工具,这个模块做的尽量覆盖所有功能。那么他一定有很多选项,那么你这个项目还要,那个项目不要,那么这些怎么办?你只能通过这种选项来配,所以这些选项特别多。而且有的选项互相牵连,你配错一个别的还配不下去?虽然有些很多东西可以默认,但是依然有很多是让你去自己去控制它的。
三、逻辑比较复杂
因为它里面大量的结构体,套结构体,结构体指针,指针又指向结构体,这个特别多,平时如果只是编译一下Demo虽然可能你用不到。但是量产的话肯定会有问题,有问题要排查,一旦排查起来,对于底层的话就是比较灾难了,就是你要看代码,这个时候因为代码不是自己写的,你就很难去很精确的定位到这个问题,可能配置开始检查,用调制器来来回回调试,所以对于问题的锁定就比较困难。
AUTOSAR的普及对行业的从业者带来了哪些影响?
因为我做这块儿比较久了,所以也接触了很多底层软件工程师,很多人反映说现在这个底层开发已经不像以前了,大部分从一个公司软件工程师,成为了一个工具人,只要你去点点鼠标,用工具去配就可以了。所以导致工程师的成就感不高。
另外一个,MCAL也不用写了。硬件驱动基本上MCAL靠本搞定,那么你不需要再去一行行读这个代码,读这个文档datasheet。大部分工作其实都可以通过这个配置来配出来,基本上他那个MCAL做的都比较智能,所以你配一下,可能下面一堆的这种写寄存器的工作就全部帮你搞定。
那因为第一个第二个,那么第三个特殊需求的开发能力变弱,AUTOSAR让基础软件开发变得高度统一,对工程师的能力要求越来越低,最终让整个行业从0到1的开发能力变低。因为整个AUTOSAR是对这个基础软件负责的,所以看右边这个图的话,AUTOSAR其实是整个在金字塔是偏底下的,也就是说最接近于硬件的,相当于。传统计算机里面的系统软件。
还有这个结构,其实越到下面越需要稳定,这样的话,才能保证上面的稳定,本上面的工作本来就不那么稳定,比如做些刷新,通过FOTA,SOTA更新上面的,那这个时候如果底层不稳定的话,整个系统就不会稳定,你这个控制器做出来肯定要出问题的。最终谁来买单?肯定是用户了,终端用户来买单,所以我觉得这个是个比较大的影响,就是不再有去深究这个技术的人员,而只去图产品开发快。
总结下来的话,有这么两点,第一个就是,个人得不到成长。在软件公司的话就沦为工具。甚至也不需要一些编程经验,所以成就感不足,那么很多人的话就就转型了,就不做这个了,去做比较热门的行业,比如说自动驾驶,或者说你想做一些算法。
第二个是AUTOSAR标准和实现基本上都在国外,主要是欧洲几个大公司,这基本上几个大公司都知道,国内也遇到这个问题,国内有几家的话也在做这个AUTOSAR开发,但是相比国外的话还有点差距,因为毕竟国外人比较多,一般做一个项目上千人做很久,国内的话。我还没有见到上千开发AUTOSAR的,可能搞个大几十人,就不错了。而且AUTOSAR要求比较高,看起来他好像就一个模块一个模块独立,其实并不是。就好像你去组织上千去去盖楼一样。你没有这方面建筑基础的话,你可能盖的都是平房,你想盖个摩天大厦的话,你得有很好的架构设计师,这块也是国内比较缺失的。没有之前那些积累的话,慢慢的话可能对国内的汽车基础软件是个影响。可能存在这种什么卡脖子的情况。大家现在被芯片搞得都比较担心了。虽然现在看起来好像这个问题没那么突出,但是我猜想可能这个问题早晚会凸显出来。除非像华为一样,他能够组织大量人力,有那么多有丰富的公司来做AUTOSAR。
针对以上弊端对工程师有哪些要求?避免成为工具人呢?
第一个,我们首先得承认AUTOSAR确实是个好东西,因为它的整个思想体系,还有一些文档都非常成熟,它是集世界上各大主机的思想于一体,很多需求都是他们提出来的,所以要做的话,其实还是要好好学习一下AUTOSAR。
尤其你如果想从事哪一部分的话,你要把这块读深入。真的读懂,而不是把那个文档去读一读,可能你真的要读需求,读文档。再读某家公司的代码,最后再反向思考去想一想,如果让你来写,如何写这个代码。这样长期积累下来,你才能不至于落后,你还是一个工程师。
第二个,AUTOSAR的需求,特别清晰。虽然很多描述的语言不多,每一个方格儿,那么里边还是比较清晰的,而且每个需求都有实现和详细设计对应。
第三个就是一个方法论的事情。AUTOSAR不仅是AUTOSAR的软件开发这么做。它里面更多地体现了一些似于哲学思想在里面。所以你把这些个慢慢积累起来的话,你也会树立一个正确的开发方法论,这对于你以后开发新的东西就有很好的指导作用,你也就知道应该怎么正向开发,应该先做什么,后做什么,给别人提供什么文档。
第四个接口比较明确。比如说每个接口定义很清楚,输出还有包含关系很明确,他每一个模块都有相互包含的文件,头文件包含关系非常清晰,之前是没有人整理的,而且这么大规模整理是没有的。所以最简单做法就是头文件全包含,看起来也编译肯定没问题,但是终不是规范的做法。
如果坚持想要做软件工程师的话,我觉得这六点还是要坚持下来
第一个:一定要有团队合作精神,交流分享,我觉得这个很重要,这个看起来和软件并没有关系,但是它是指导整个软件的一个大方向。因为有有些公司的这块文化,可能就不怎么交流。自己做一块儿,那么反正别人也不知道,我也只会这一块儿的话,比如说有什么事情耽搁,那你只能自己上,因为你的东西在你自己电脑上,那你不加班别人也没法替你加班。那还有的,就是在部门之间也要合作,有的公司连硬件原图都不给软件工程师的话,其实原理图的话是个很好的交互语言,这个语言不用,然后非要去写那个上百页的HSI软件,这个文档哪搞来搞去,搞来搞去,去耽误时间,觉得又没什么用。所以团队合作非常重要。
第二个是从一开始设计的时候,你要考虑这个软件是可能工程化量产,是不是有变形项目,还有多少配置可以去选择,这些个留出来,对以后升级做准备。不要一下子把这个接口定死,或者说就写成一个比较死的常量放那里。
第三个,既然是软件公司,这里提到软件不提编程好像说不过去,那么编程的话肯定要有,这就需要有长期的积累。
常用的话,现在其实底层主要是这个C语言,还有python,一些脚本语言,这些都会用到,这些个会很好的帮你去解决很多问题。做一些个小工具等等都不错。要理解一个问题,用多角度去理解,你考虑比较全面一点。往往我们可能只针对一个需求去做,还是从一个全面的,虽然作为基础软件底层工程师,还是要对整个硬件系统,整个物理世界。要比较清楚一点,这样的话你才知道你这个开发初衷到底是怎么做。
反正我看那个文档,国内大部分写的都觉得不太好。那你再看那个AUTOSAR文档,他确实写得很好,每一个都是很多页,而且没有什么太多的废话。所以当然这和国内环境有关系,因为很多公司是不留给文档写作时间的,其实文档占了整个开发很大一部分工作量,一定要把这部分时间留出来。有意识的去创造这么一个环境,可能就不是我们所能做到的,需要这个上面层面来支持这个事。
最后一个是测试,自己不做测试,扔给测试团队,有些东西,自己还要测一测的,因为你做开发之后,你不测的话,你真的不知道正确与否。那只有这种不断的测试,你开发的,测试自己去做,相当于就有这么一个PDCA的一个循环过程,不断提高自我。
关于修改静态代码
我们常说AUTOSAR,它分为静态代码和配置代码,静态代码的话就不需要修改,这个其实不绝对。因为需求,如果他那些已经提到的需求,他肯定覆盖到了,你认为他全覆盖到了,但是。这个世界上往往有例外,终归有需求它覆盖不到,那这个怎么办?你如果去找原厂去修改,那个时间又长费用又贵,其实也没几句话。这时候,你就要做到敢于去修改代码,敢于去看,当然你不要这种很盲目的,还要做到胆大心细,你要做好理解,做好文档,做好测试,整个你能想到全部做完了,这些个也满足你需求了,其实你可以改的。不要怕这种承担责任。因为一旦改了,这些公司说你改代码我就不管了。其实这个是不负责的。比如说有些个厂商要求CAN ID动态更改。这个没法去配。你只能自己去改。
还有大部分应该说现在的AUTOSAR底层,都没有个标定功能,但是有的公司就要求,因为他改这个东西,可能就不用去修改代码了,不用修改不用去编译了,可能改几个标定量就不用重新配了,那这个工作就是客户需求,也不是过分的需求,说怎么办?那还需要改。
第三个企标,每家企标大同小异,但是差异化部分也需要自己修改等等,包括复杂驱动,所以说我觉得还是要去敢于去修改这段代码。不要把AUTOSAR特别神秘化。
最后分享一下AUTOSAR技术交流群中对AUTOSAR的独到见解:
狭义上的autosar指的是依赖etas vector等工具软件支撑的配置开发(它让你怎么做,按套路来就行),广义上的autosar指所有能够把应用层,底层,芯片按模块区分,把静态代码和配置代码充分结构的编程方法。也就是说,即使不依赖任何工具,只要有这样一个开发目标,自己是可以构造出一套软件架构的,在此过程中可以参考autosar规范文档或者第三方的成熟代码,选择性的应用。只要最终能高效的做好项目软件,满足客户要求,就是autosar。
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