Arm進(jìn)軍汽車軟件，SOAFEE新架構(gòu)如何定義未來？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）汽車的硬件架構(gòu)正在由傳統(tǒng)分散式EUC系統(tǒng)架構(gòu)轉(zhuǎn)向域控制器等集中式計(jì)算平臺。那么汽車的軟件架構(gòu)也應(yīng)該隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在市面上出現(xiàn)了非常多的云端技術(shù)試圖來做支撐，但仍然有不少痛點(diǎn)需要解決，比如功能安全、實(shí)時性要求等。處理器架構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)廠商Arm看到了這一問題的關(guān)鍵，現(xiàn)在Arm正式推出面向嵌入式邊緣的可擴(kuò)展開放架構(gòu)（Scalable Open Architecture for Embedded Edge, SOAFEE）。

近日，Arm 汽車和物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部亞太區(qū)合作伙伴關(guān)系高級總監(jiān)鄧志偉指出，SOAFEE最大的特點(diǎn)是把在container技術(shù)中加上混合關(guān)鍵編排器（Mixed Criticality Orchestrator），讓整個云端的云原生技術(shù)的元素能夠加上功能安全、以及實(shí)時性的特性。SOAFEE將是一個統(tǒng)一的軟件定義汽車的平臺，為廠商提供差異化功能和服務(wù)開發(fā)的基礎(chǔ)。

具體來看，首先，SOAFEE是一套新的軟件架構(gòu)和開源參考實(shí)現(xiàn)，既可滿足汽車的實(shí)時和安全需求，又能充分利用基于云原生開發(fā)的優(yōu)勢。

其次，它擁有是一個能夠執(zhí)行SOAFEE，以及開發(fā)各式功能及服務(wù)的硬件參考平臺。

再者，Arm將成立一個產(chǎn)業(yè)合作組織來持續(xù)完善SOAFEE的設(shè)計(jì)。

目前，SOAFEE的第一個版本已經(jīng)開放下載，硬件參考平臺已經(jīng)開放預(yù)訂。同時Arm以及行業(yè)領(lǐng)先廠商也成立了SOAFEE的專家小組 (Special Interest Group) 作為產(chǎn)業(yè)合作的組織。這些新資源的投入，將能夠加速軟件定義汽車的實(shí)現(xiàn)。

基于云原生(cloud-native) ，SOAFEE如何滿足軟件定義汽車的需求

鄧志偉解析，汽車最底層是硬件計(jì)算平臺，上層是固件，做為系統(tǒng)軟件與硬件之間的接口。系統(tǒng)軟件之上承載各用應(yīng)用及服務(wù)，他們分別在各自獨(dú)立的環(huán)境中運(yùn)行，這個環(huán)境我們稱為容器(container)。在以云原生 (cloud-native) 為概念運(yùn)行的系統(tǒng)中，這些container是在云端的環(huán)境中開發(fā)、測試及驗(yàn)證，然后，再經(jīng)由一個編排器（Orchestrator）的軟件模塊，配置適當(dāng)?shù)能浻布Y源給每一個container中的應(yīng)用與服務(wù)，使它們能夠在汽車中執(zhí)行它們的工作，同時在云端另一個CI/CD (持續(xù)集成 / 持續(xù)交付) 的模塊將負(fù)責(zé)管理，應(yīng)用及服務(wù)的更新。

對于SOAFEE來說，首先SOAFEE是以Arm Project Cassini中的SystemReady的開放標(biāo)準(zhǔn)來統(tǒng)一硬件及固件與系統(tǒng)軟件的接口，達(dá)到第一層的抽像化。同時，SOAFEE以管理程序 (hypervisor) 來管理不同操作系統(tǒng)之間共享資源的問題，以container run time 及 HAL （硬件抽像層，Hardware Abstraction Layer） 作為另一個層級的抽像化。



在云端，SOAFEE不只會去構(gòu)建相同的軟件環(huán)境，同時也會構(gòu)建虛擬的硬件環(huán)境 Virtual ECU，以確保云端與終端間的一致性。正如前面提到的，SOAFEE的另一個重要的貢獻(xiàn)就是將編排器 (orchestrator) 改進(jìn)成為能夠處理功能安全及實(shí)時需求的軟件模塊。綜合這些設(shè)計(jì)，我們希望SOAFEE能成為推動軟件定義汽車的重要里程碑。

使用SOAFEE 參考軟件棧的硬件開發(fā)平臺，助力開發(fā)工程師

目前，Arm與ADLink 攜手合作，在兼容 SystemReady 的新開發(fā)平臺上提供出色的性能，幫助加快產(chǎn)品上市，新的開發(fā)平臺是由基于Arm Neoverse的Ampere Altra內(nèi)核驅(qū)動，能讓開發(fā)者通過使用SOAFEE 參考軟件棧，針對智能座艙、ADAS、動力系統(tǒng)和自動駕駛等應(yīng)用，在基于Arm架構(gòu)的芯片上實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載的探索和開發(fā)。

該平臺是由一套開發(fā)者工作站和堅(jiān)固耐用的車載產(chǎn)品組成，現(xiàn)已開放預(yù)訂，并預(yù)計(jì)將于2021年第4季度上市。



其中，AVA 開發(fā)者平臺是一款高性能、32 核可擴(kuò)展的計(jì)算系統(tǒng)，針對實(shí)驗(yàn)室開發(fā)而構(gòu)建，能夠運(yùn)行自主工作負(fù)載。它讓開發(fā)者能夠充分利用加速器硬件，為高性能CPU提供補(bǔ)充。
在車載原型設(shè)計(jì)和測試方面，高性能的AVA-AP1搭載80核配置，提供更高的CPU性能和額外的IO功能，并包括一個安全處理器，可使用真實(shí)傳感器實(shí)現(xiàn)車載執(zhí)行。

為什么軟件定義汽車越來越重要？

軟件定義汽車，這個軟件不再是通過軟件啟動和控制一個特定的功能，鄧志偉認(rèn)為，它還必須包含對底層硬件的抽象化，從而實(shí)現(xiàn)同樣的軟件在不同的硬件上都能順暢運(yùn)行。另外，軟件定義還必須要能具備不斷升級和更新的能力，必須是以云端技術(shù)作為開發(fā)和構(gòu)建的基礎(chǔ)。

它將給車廠及一級供應(yīng)商帶來非常大的好處，首先軟件開發(fā)成本大幅降低，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的整個開發(fā)流程大約需要三到四年，并且IC性能可能無法跟上應(yīng)用及服務(wù)的需求，而現(xiàn)在在IC規(guī)格定案之前，可以通過 SOAFEE及硬件開發(fā)平臺，來決定應(yīng)用及服務(wù)的計(jì)算需求。其次，通過售后不斷推出創(chuàng)新服務(wù)，持續(xù)為車廠創(chuàng)造營收來源。報告顯示，軟件定義的實(shí)現(xiàn)可為車廠創(chuàng)造每臺車多達(dá)2600-7500美金的額外利潤。



對IC設(shè)計(jì)及軟件供應(yīng)商而言，他們可以更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化，同時軟件定義也會讓更多的云端應(yīng)用開發(fā)者加入汽車創(chuàng)新的行列。消費(fèi)者也會更滿意定制化的汽車功能及使用體驗(yàn)。

那么Arm在軟件定義汽車當(dāng)中扮演的角色是什么？它并不僅僅是提供一個SOAFEE軟件架構(gòu)，比較可貴的是Arm在定義軟件架構(gòu)時，是以開放的理念為出發(fā)點(diǎn)的。

對此，鄧志偉表示，不同的CPU、IP架構(gòu)如何合作，在軟件層面最關(guān)鍵的一點(diǎn)在于將整個界面標(biāo)準(zhǔn)化，而這個標(biāo)準(zhǔn)必須是開放的，借由這個開放的標(biāo)準(zhǔn)讓各種不同的架構(gòu)做溝通，讓更多創(chuàng)意跟更有效率的架構(gòu)在不同的系統(tǒng)中得到實(shí)現(xiàn)。他進(jìn)一步表示，SOAFEE是一個開源的架構(gòu)，即便汽車底層硬件架構(gòu)不是Arm的架構(gòu)，只要符合與軟件之間的標(biāo)準(zhǔn)界面，就仍然可以適用SOAFEE。

小結(jié)：

新能源汽車、汽車智能化正在蓬勃發(fā)展，這為傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)帶來了許多變化，Arm認(rèn)為現(xiàn)在就是在一個對的時間點(diǎn)去導(dǎo)入新的技術(shù)、新的觀念，Arm新技術(shù)將助力汽車產(chǎn)業(yè)擁抱軟件定義的未來。