如何理解面向服务的架构SOA？

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Why SOA？

在整个智能网联汽车大环境下，电子电气架构（EEA）面临着变革，面向服务的架构SOA多次被提及，我们先来看看到底为什么要用SOA？

①

汽车行业发展趋势

先来看几组数据：

2015年，已有1.1亿辆联网车辆行驶在路上

2025年，联网车辆将达到4.7亿，其中，有90%将行驶在路上

2025年，联网车辆中，将有800万是自动驾驶车辆

②

当代车辆局限性

当今汽车中约有150个ECU，约7个网络。如此复杂的系统，是否能够满足汽车发展趋势的需求？

据统计，飞机大约有40，000，000行代码，而当今汽车约有100，000，000行代码，自动驾驶汽车的代码量将到达300，000，000行。如此庞大的代码量，当今的车辆架构是否还能满足需求？

未来汽车将会面临着一系列的问题，如：

新增信号

新增节点

变更功能等

当今车辆主要的架构：

就上述架构而言，我们根据需求思考几个问题：

• 新增信号流怎么办？修改通信矩阵？
• 突然增加一个节点，怎么办？修改路由表？
• 变更功能如何从其他节点获取所需信息？
• 变更功能的实现与原系统架构通信方式不匹配怎么办？

很显然，传统架构已经无法满足，因此我们需要新的架构来满足我们的需求：

③

SOA的优势

SOA基本架构如下，当然，后期我们也会在线上worksho中进一步与大家进行深入分享交流：

PS：线上worksho详情戳：

《2021 SOA、AP AUTOSAR、软件技术、以太网系列workshop》

那么上述架构有哪些优点呢？如下：

• 软硬件分离，降低开发难度
• 灵活部署软件，功能重新分配
• 更新升级快
• 易于扩展维护

总的来讲，已知的E/E架构满足不了需求，所以要用SOA。

数字时代代表创新和不断更新升级，汽车将来也会像手机一样，在销售完后，依然可以持续升级性能。而引进SOA整车通信，将使得整车可以持续创新！

2

面向服务的架构SOA概述

相信各位朋友多多少少也接触过SOA，知道了为什么要用SOA，我们再来捋捋SOA是个啥？

①

What 架构？

SOA是“ 面向服务的架构 ”，要想捋清楚SOA，我们需要先了解清楚什么是架构？

在系统设计过程，需秉承一套可以被分享，可以被评审，可以被记录，可以被流程化的设计思路，这就是“架构”，

架构是一套如何以服务的形式组织整车功能的决策集合。主要包括以下内容：

从上图我们也可以得知，架构设计时，有以下热点问题：

• 缓存
• 并行处理
• 配置管理
• 数据访问
• 异常管理
• 分层
• 故障记录
• 状态管理
• 验证方法
• 工作流程等

简单来说，架构是产品需求和技术需求之间的一座桥梁！！

②

架构设计原则

了解清楚了架构的概念，我们来看一下架构的设计原则，主要包含五个部分：

• 服务分解
• 服务功能完全独立不重复
• 一个服务只承担特定的一个功能特性，同时一个功能特性也只能在一个服务中，不能在其他系统中重复定义
• 避免过度设计
• 在功能细节不明确，或者功能不断进化的情况下，需要避免过早的进行大量设计工作
• 服务功能通过服务接口来交互从而不关心其他服务的内部功能逻辑
• 严格分层
• 相同类型的服务打包到相同的服务层，决不允许将不同类型的服务放到同一逻辑层
• 服务之间不能跨层调用，同时要保持服务的独立性
• 性能属性
• 性能属性代码必须尽可能的从应用功能逻辑代码中抽离
• 尽量避免数据类型格式的转换，比如频繁的物理值和信号值之间转换是必须要避免
• 工具和流程
• 建模分析和可视化仿真工具分析：提前识别风险和漏洞，尽可能简化软件开发
• 规范化工作流程后，设计流程可以循环使用，简化开发和理解

③

协议选择

上述，我们介绍了交股的设计原则，但是，避免不了的是通信问题！现如今与面向服务的架构相关的通信协议主要有：

• SOME/IP
• DDS
• MQTT
• HTTP

四种协议的对比如下图：

可根据具体项目需求进行选择！

④

服务流程设计

前面我们一直再提面向服务的架构，那么如何设计呢？主要包含以下五个步骤：

• （1）梳理整车功能
• （2）规划SOA架构
• （3）服务定义
• （4）服务矩阵和ARXML设计
• （5）服务验证和仿真

当然，我们后期会在线上workshop中进行更是深入的技术分享！

介绍了这么多，那么到底什么是SOA？

⑤

SOA软件架构

我们认为：

SOA不是一种具体的技术实现，而是一种模板软件架构！！！

软件架构我们容易理解 ，比如AUTOSAR，但是模板又如何理解？

还有个问题？AP AUTOSAR号称是一个SOA，这又该如何理解？由于篇幅原因，我们将会在《搞一下AP AUTOSAR进阶应用》中进行分享！

从软件层面来看SOA时，我们可以CP AUTOSAR、AP AUTOSAR、以及非AUTOSAR系统，通过以太网的方式连接起来，如下图：

从整车层面来看，主要包括应用服务、扩展服务和基础服务，如下图所示：

在整车层面，SOA架构构建的流程如下：

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Q & A