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Arm于9月15日宣布了SOAFEE（Scalable Open Architecture For Embedded Edge）軟件框架項(xiàng)目。其他公司也參與其中，預(yù)計(jì)會(huì)有更多的公司加入。Arm將SOAFEE定義為一個(gè)開(kāi)放的可以實(shí)時(shí)運(yùn)行并具有安全意識(shí)的軟件架構(gòu)。
該軟件架構(gòu)使云技術(shù)與汽車(chē)功能安全和實(shí)時(shí)要求相結(jié)合。SOAFEE正處于原型設(shè)計(jì)和早期開(kāi)發(fā)。
這是Arm走的很好的一步，而且很可能會(huì)成功。SOAFEE利用了汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)的許多增長(zhǎng)趨勢(shì)，包括使用云平臺(tái)以及相關(guān)技術(shù)和生態(tài)系統(tǒng)。SOAFEE還將受益于汽車(chē)行業(yè)對(duì)SaaS日益增長(zhǎng)的需求。
下表總結(jié)了Arm SOAFEE項(xiàng)目的情況。
SOAFEEE解讀
該開(kāi)源參考項(xiàng)目是一個(gè)用于云軟件開(kāi)發(fā)的軟件框架，以嵌入式汽車(chē)代碼為形式部署。
SOAFEE的目標(biāo)是利用云原生開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)來(lái)解決汽車(chē)復(fù)雜的挑戰(zhàn)和限制，如功能安全和實(shí)時(shí)控制。云原生包括一些技術(shù)、工作流程和設(shè)計(jì)策略，可以改善汽車(chē)軟件的開(kāi)發(fā)、部署和更新，從生產(chǎn)到車(chē)輛整個(gè)生命周期。
SOAFEE還利用了Arm早期的兩項(xiàng)計(jì)劃，Project Cassini和Arm SystemReady。Project Cassini是一個(gè)開(kāi)放、協(xié)作、基于標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃，在Arm的邊緣生態(tài)系統(tǒng)中提供云原生軟件。這個(gè)項(xiàng)目利用不同的、基于Arm的平臺(tái)，為邊緣應(yīng)用創(chuàng)建一個(gè)安全基礎(chǔ)。
SystemReady是一個(gè)基于一套硬件和固件標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性認(rèn)證計(jì)劃。這些標(biāo)準(zhǔn)包括基本系統(tǒng)架構(gòu)和基本啟動(dòng)要求規(guī)范，以及特定市場(chǎng)的補(bǔ)充。
一個(gè)特別興趣小組已經(jīng)啟動(dòng)，但到目前為止還沒(méi)有網(wǎng)站。已經(jīng)支持SOAFEE的20家公司都是SIG成員，預(yù)計(jì)還有更多的公司會(huì)加入。
云原生
SOAFEE對(duì)于開(kāi)發(fā)基于Arm平臺(tái)的汽車(chē)軟件具有多重優(yōu)勢(shì)，加速了汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)和部署的云原生技術(shù)。
軟件在基于Arm的硬件和軟件平臺(tái)上的可移植性將提高。由于有更好的開(kāi)發(fā)工具，軟件質(zhì)量也有望得到改善?；诟斓拈_(kāi)發(fā)時(shí)間和更低的成本，代碼數(shù)量也應(yīng)該增長(zhǎng)。
許多優(yōu)勢(shì)都是基于SOAFEE使用的技術(shù)，總結(jié)如下。軟件容器是負(fù)責(zé)SOAFEE許多優(yōu)勢(shì)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
云原生技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于云軟件開(kāi)發(fā)，且是SOAFEE框架的核心。這些技術(shù)是軟件容器（software containers）、微服務(wù)架構(gòu)、協(xié)調(diào)器和DevOps。下面是Arm解釋其SOAFEE方法的白皮書(shū)的摘要。
容器技術(shù)對(duì)于汽車(chē)軟件來(lái)說(shuō)也許是最重要的?？梢灶?lèi)比于航運(yùn)集裝箱，集裝箱在運(yùn)輸過(guò)程中讓貨物彼此隔離，保護(hù)貨物不受天氣和盜竊的影響。
軟件容器包括應(yīng)用程序代碼、配置文件、庫(kù)和運(yùn)行應(yīng)用程序所需的依賴(lài)項(xiàng)。容器可以被認(rèn)為是一個(gè)虛擬應(yīng)用程序，可以被移植到其他系統(tǒng)。然而，容器與特定的操作系統(tǒng)以及其硬件和軟件能力相關(guān)聯(lián)。
軟件容器在云部署和數(shù)據(jù)中心中運(yùn)作良好。SOAFEE使用同樣的技術(shù)進(jìn)行云開(kāi)發(fā)，并在汽車(chē)ECU中進(jìn)行部署。
顧名思義，微服務(wù)是一種面向服務(wù)的架構(gòu)方法，其中應(yīng)用程序被構(gòu)建為小型獨(dú)立服務(wù)單元的集合。這種軟件工程方法的重點(diǎn)是將一個(gè)應(yīng)用程序劃分為具有明確接口的單一功能模塊。在云原生部署中，微服務(wù)被封裝在一個(gè)容器中。這使得微服務(wù)能夠在定義的容器運(yùn)行環(huán)境中執(zhí)行，并且部署可以由協(xié)調(diào)器管理和監(jiān)控。
微服務(wù)被定義為松散耦合，因?yàn)橐粋€(gè)服務(wù)的變化不應(yīng)影響另一個(gè)服務(wù)的性能。這意味著微服務(wù)可以在與系統(tǒng)的其他部分隔離的情況下進(jìn)行測(cè)試。這種結(jié)構(gòu)使復(fù)雜的系統(tǒng)在對(duì)完全組合的系統(tǒng)進(jìn)行集成測(cè)試之前，可以對(duì)單個(gè)服務(wù)進(jìn)行分割測(cè)試。
協(xié)調(diào)器是云原生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，管理基于微服務(wù)的應(yīng)用程序的配置、部署和監(jiān)控。協(xié)調(diào)器使用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口：
- 容器運(yùn)行時(shí)的接口，在協(xié)調(diào)器和容器運(yùn)行時(shí)之間。
- 容器網(wǎng)絡(luò)接口，用于配置和控制網(wǎng)絡(luò)、防火墻和其他組件的標(biāo)準(zhǔn)。
- 容器存儲(chǔ)接口，用于向容器實(shí)例公開(kāi)可用的存儲(chǔ)。
- 設(shè)備插件，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)容器內(nèi)系統(tǒng)資源的管理訪問(wèn)。
協(xié)調(diào)器使用這些接口來(lái)管理復(fù)雜的應(yīng)用程序部署，支持微服務(wù)之間的通信和訪問(wèn)正常運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)。
有幾個(gè)協(xié)調(diào)器選項(xiàng)，其中Kubernetes正在成為一個(gè)默認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Kubernetes也被稱(chēng)為K8s，是一個(gè)開(kāi)源的協(xié)調(diào)器，用于自動(dòng)化部署、擴(kuò)展和管理容器化應(yīng)用程序。輕量級(jí)的Kubernetes或K3s占用空間較小，更適合于嵌入式和資源有限的環(huán)境。
云原生的工作流程方面被稱(chēng)為DevOps，開(kāi)發(fā)工作流程與部署操作相結(jié)合。將這兩個(gè)學(xué)科以定義和管理的方式結(jié)合起來(lái)，可以簡(jiǎn)化應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)、部署和持續(xù)改進(jìn)。
DevOps對(duì)于在汽車(chē)生命周期內(nèi)管理汽車(chē)軟件會(huì)特別有用，包括網(wǎng)絡(luò)安全、OTA錯(cuò)誤修復(fù)和功能軟件更新，以及不斷增長(zhǎng)的SaaS數(shù)量。
云原生增強(qiáng)
SOAFEE利用云原生框架，從最佳實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)中獲益。然而，汽車(chē)軟件需要增強(qiáng)云原生技術(shù)。這包括使用混合應(yīng)用和實(shí)時(shí)處理器的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)部署ECU的能力，包括一系列加速器。
通過(guò)工作組，Arm及其合作伙伴旨在了解當(dāng)前云原生技術(shù)的差距，并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)合作。合作將有助于縮小差距，使云原生框架能夠應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域。
由于汽車(chē)軟件的安全性和實(shí)時(shí)性要求，最需要對(duì)協(xié)調(diào)器進(jìn)行增強(qiáng)。增強(qiáng)的例子包括I/O帶寬和保證執(zhí)行時(shí)間。協(xié)調(diào)器還必須能夠表達(dá)汽車(chē)軟件的額外運(yùn)行時(shí)的要求。
下一步是增強(qiáng)容器運(yùn)行時(shí)間以滿(mǎn)足汽車(chē)需求。首選路徑是使用一個(gè)虛擬化的容器運(yùn)行時(shí)。SOAFEE開(kāi)發(fā)人員正在與開(kāi)放容器倡議標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)合作，以實(shí)現(xiàn)容器運(yùn)行時(shí)間的增強(qiáng)。
DevOps的增強(qiáng)必須針對(duì)汽車(chē)測(cè)試和驗(yàn)證，從云活動(dòng)到實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)到車(chē)內(nèi)試駕。用于CI/CD（即持續(xù)集成/持續(xù)開(kāi)發(fā)）的云原生技術(shù)也將過(guò)渡到汽車(chē)軟件，以提供額外的能力。
SOAFEE的一個(gè)關(guān)鍵價(jià)值主張是汽車(chē)軟件平臺(tái)和應(yīng)用程序的可移植性和重復(fù)使用。為了實(shí)現(xiàn)可移植性，加速器和高帶寬IO設(shè)備需要增強(qiáng)。功能安全和實(shí)時(shí)能力也是其中一部分。
VirtIO是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的接口，允許虛擬機(jī)訪問(wèn)簡(jiǎn)化的“虛擬”設(shè)備。SOAFEE正在探索VirtIO如何能提供幫助。
這些用于汽車(chē)應(yīng)用的云原生增強(qiáng)功能仍然是一項(xiàng)正在進(jìn)行的工作。
可用性
SOAFEE參考軟件堆棧的初始版本現(xiàn)在已經(jīng)推出，可以開(kāi)發(fā)云原生汽車(chē)軟件。
為了使用SOAFEE軟件框架，開(kāi)發(fā)人員需要一個(gè)參考硬件平臺(tái)。ADLink科技提供了兩個(gè)平臺(tái)。一個(gè)用于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)有32核Ampere Altra SoC。還有一個(gè)強(qiáng)大的參考硬件平臺(tái)，使用80核Ampere Altra SoC用于車(chē)載測(cè)試。
該參考硬件和軟件框架能夠開(kāi)發(fā)和測(cè)試基于SOAFEE的ECU，用于駕駛艙、ADAS、AV和動(dòng)力總成應(yīng)用。
Arm將需要更多的硬件和軟件組件來(lái)建立一個(gè)強(qiáng)大的云生態(tài)系統(tǒng)和配套的嵌入式汽車(chē)產(chǎn)品。這需要時(shí)間，但Arm已經(jīng)有了一個(gè)很好的開(kāi)始。
SOAFEEE的競(jìng)爭(zhēng)
Arm的SOAFEE戰(zhàn)略很可能會(huì)成功，但也有競(jìng)爭(zhēng)的空間。
許多公司已經(jīng)接受了云平臺(tái)來(lái)開(kāi)發(fā)汽車(chē)軟件。如果生態(tài)系統(tǒng)按預(yù)期發(fā)展，這些進(jìn)入者很可能會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向SOAFEE。因此，他們不太可能成為直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
領(lǐng)先的處理器平臺(tái)公司可能是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，最明顯的是Intel。即使Nvidia對(duì)Arm的收購(gòu)沒(méi)有成功，它也可以利用SOAFEE。但SOAFEE競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)窗口很短。
為什么呢？因?yàn)锳rm處理器在所有ECU領(lǐng)域都占主導(dǎo)地位。一旦擁有Arm兼容系統(tǒng)和軟件的主要OEM、Tier1和主要芯片制造商開(kāi)始使用SOAFEE，這場(chǎng)戰(zhàn)斗就會(huì)勝利。這可能在兩年內(nèi)發(fā)生，使SOAFEE成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。
總結(jié)
汽車(chē)軟件行業(yè)在開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件時(shí)已經(jīng)在向云軟件平臺(tái)轉(zhuǎn)移。SOAFEE增加了用于IT和云計(jì)算應(yīng)用的能力，但具有汽車(chē)部署所需的特定能力。
SOAFEE將為云開(kāi)發(fā)增加實(shí)時(shí)操作和安全能力，并為部署在ECU中的嵌入式軟件平臺(tái)增加同等能力，在汽車(chē)的生命周期內(nèi)。
Arm將SOAFEE定位為成為汽車(chē)云原生軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。
SOAFEE沒(méi)有為Arm帶來(lái)新的收入，至少目前沒(méi)有。然而，它增加了處理器競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)的障礙，這個(gè)障礙已經(jīng)相當(dāng)高了。
雖然Arm的戰(zhàn)略很可能會(huì)成功，但關(guān)于SOAFEE將如何影響汽車(chē)軟件業(yè)務(wù)和供應(yīng)鏈的各個(gè)部分仍有許多值得觀望的地方。
[參考資料]
Arm’s SOAFEE Brings Automotive to the Cloud — Egil Juliussen
