AUTOSAR AP R25版本核心新增内容为两个功能集群(Remote Persistency、Safe Hardware Acceleration)和State Management的Suspend-to-RAM功能,同时优化了Platform Health Management的用例与场景,目的是强化存储灵活性、提升硬件算力利用率、优化系统功耗与健康管理能力,推动架构向更适配复杂车载场景(如自动驾驶)的方向演进。
一、R25版本新增核心内容
(一)新增功能集群:Remote Persistency(远程持久性存储)
1. 核心定义与特性
- 属于Storage类别,采用守护进程(Daemon-based)模式,是对现有本地Persistency功能的扩展。
- 核心能力:整合键值存储(KeyValueStorage)与服务接口,提供数据项的远程持久化存储服务,支持通过ara::com服务接口实现远程数据访问。
- 关键接口:RemotePersistency_{storage}接口,包含GetAllKeys、GetValue_{type}、SetValue_{type}、KeyExists等操作,支持对不同类型数据的远程读写、存在性校验及删除等功能。
2. 新增目的与用途
- 目的:解决车载分布式系统中跨设备数据共享与持久化需求,突破本地存储的物理局限。
- 用途:
- 支持车载多ECU、多Machine间的数据同步与共享,例如自动驾驶系统中不同传感器节点的融合数据远程存储。
- 配合OTA更新,实现更新包、配置参数的远程存储与分发,提升软件更新的灵活性。
- 为后端系统(Backend)提供车载数据的远程访问入口,支持诊断数据、日志数据的远程归档与分析。
(二)新增功能集群:Safe Hardware Acceleration(安全硬件加速)
1. 核心定义与特性
- 属于Safety类别,非守护进程模式,聚焦硬件加速的安全化使用。
- 核心能力:提供标准化接口,支持对CPU、GPU、专用加速器等硬件资源的安全调度,实现多任务并行处理,适配MIMD(多指令多数据)和SIMD(单指令多数据)两种核心计算模式。
- 关键接口:
- 设备管理接口(Device、DeviceMonitor、DeviceSelector等):支持硬件设备识别、状态监控与选型。
- 任务处理接口(TaskHandler、Queue、Event等):实现任务的并行提交、有序执行与同步。
- 内存与错误处理接口(Buffer、Accessor、ErrorHandler等):保障硬件加速过程中内存访问安全与异常处理。
2. 新增目的与用途
- 目的:满足车载高算力需求(如环境感知、AI模型推理),同时确保硬件加速过程的安全性与可靠性,契合功能安全标准。
- 用途:
- 支撑自动驾驶系统中的LiDAR点云处理、图像识别等算力密集型任务,通过硬件并行计算提升处理效率。
- 支持传感器融合场景中多源数据的并行处理,降低数据处理延迟,保障实时性。
- 提供安全的硬件资源隔离与调度机制,避免不同任务间的干扰,满足ISO 26262功能安全要求。
(三)State Management功能增强:Suspend-to-RAM(挂起到内存)
1. 核心定义与特性
- 在现有State Management功能集群基础上新增,支持系统从运行状态切换至低功耗的挂起状态,数据暂存于RAM中,可快速恢复。
- 关键接口:
- S2RHub接口:供State Management或SMControlApplication发起挂起/恢复请求,支持触发操作系统进入Suspend-to-RAM状态。
- S2RSatellite接口:供自适应应用注册挂起/恢复回调,实现应用层面的资源保存与恢复(如数据持久化、服务暂停/重启)。
2. 新增目的与用途
- 目的:优化车载系统功耗,尤其适用于停车、等待等场景,在不影响快速唤醒的前提下降低能耗。
- 用途:
- 车辆临时停车时,系统挂起至RAM,关闭非必要硬件模块,降低待机功耗。
- 快速唤醒场景(如用户解锁车辆后),无需重新加载系统与应用,缩短启动时间,提升用户体验。
- 配合State Management的状态切换机制,实现挂起/恢复过程的标准化与自动化,减少应用层开发复杂度。
(四)Platform Health Management优化:用例与场景重构
1. 核心优化内容
- 重新设计了健康管理的核心用例与场景,强化对系统故障的检测、上报与恢复能力。
- 优化重点:增强对守护进程、硬件资源的监控覆盖,完善故障分级处理机制,提升与State Management的协同恢复效率。
2. 优化目的与用途
- 目的:提升车载系统的可靠性与容错能力,尤其适配高安全等级场景(如自动驾驶)对系统健康状态的严格要求。
- 用途:
- 更精准地检测进程异常、资源泄漏、硬件故障等问题,及时触发恢复机制(如进程重启、系统降级)。
- 优化故障上报流程,为诊断系统提供更详细的健康状态数据,支撑故障定位与维护。
- 强化与Watchdog的协同,确保极端情况下系统能安全复位,避免故障扩散。
二、新增内容对AUTOSAR AP软件架构发展趋势的意义
(一)架构向“分布式+高算力”双驱动演进
- Remote Persistency的新增标志着架构从“本地孤立存储”向“分布式共享存储”转型,适配车载多域融合(如座舱域、自动驾驶域)的分布式部署趋势,为跨域数据协同奠定基础。
- Safe Hardware Acceleration的引入则明确架构对高算力场景的适配,通过标准化硬件加速接口,降低专用硬件(GPU、加速器)的集成门槛,推动架构从“通用计算”向“通用+专用计算融合”发展。
(二)功能安全与能效优化成为核心设计目标
- 新增功能均强化了安全设计:Safe Hardware Acceleration提供硬件资源隔离与错误处理机制,Remote Persistency支持数据安全传输与存储,Suspend-to-RAM确保低功耗状态下的数据完整性,体现架构设计中“安全优先”的演进方向,契合ISO 26262等功能安全标准的严格要求。
- Suspend-to-RAM功能的加入,使架构从“单纯追求性能”向“性能与能效平衡”转变,适配新能源汽车对低功耗的核心需求,拓展了AUTOSAR AP在节能场景的适用性。
(三)架构标准化与扩展性进一步提升
- 新增功能均遵循AUTOSAR AP的服务导向架构(SOA)设计原则,通过标准化接口(如ara::com服务接口、平台扩展接口)实现功能模块化,降低不同供应商产品的集成复杂度。
- Remote Persistency与Safe Hardware Acceleration的模块化设计,为后续功能扩展预留了空间(如支持更多存储协议、更多类型硬件加速器),体现架构“可扩展、可演进”的发展趋势,适配车载技术(如5G、AI)的快速迭代。
(四)更贴近复杂车载场景的全生命周期支持
- 新增功能覆盖了“高算力计算”“低功耗待机”“分布式协同”“故障自愈”等车载全场景需求,标志着AUTOSAR AP架构从“基础 middleware”向“全场景车载计算平台”演进,逐步成为支撑智能网联汽车核心功能的技术底座。
- 与OTA更新、诊断系统的协同增强(如Remote Persistency支持更新包远程存储、Platform Health Management优化故障上报),完善了系统全生命周期管理能力,提升了架构的工程化落地价值。