协调汽车嵌入式软件开发需要统一的方法

车辆的智能化和互联性不断提高，使得软件和物理系统之间的交互更加复杂，暴露出当前流程、工具和方法的不足。为了在未来的移动技术竞赛中竞争，公司必须在今天改进他们的软件开发过程。将软件和物理系统连接在一起的通用数字线程是控制智能和互联产品日益复杂的唯一方法。

这将实现车辆软硬件系统的闭环行为表示，以便在整个产品生命周期内进行持续验证。一个强大的数字线程将帮助工程师确保软件功能与所部署的车辆完全兼容，并有证据表明所有相关任务和交付成果都是及时可用的。数字线程还将跟踪责任制的变化，不仅涉及谁，而且涉及如何变化和为什么变化。

公司如何才能最好地实现这样的数字线程?

统一汽车嵌入式应用程序开发
有效的汽车嵌入式软件开发需要一种健壮、安全且广泛可访问的方法来设计、跟踪和改进分布在众多车载ecu上的复杂软件功能，这些软件功能通常来自全球各地的许多供应商。

实现这样的方法需要一个统一的嵌入式软件开发平台，以协调不同工具集上的所有活动，在硬件和系统配置约束下交付一个完全验证和验证的构建(图1)。有了这样的平台，原始设备制造商和供应商可以在开发生态系统中整合数据流，并协同优化流程、方法和工具集成。

图1:汽车嵌入式软件开发需要一个统一的平台，以交付基于硬件和系统约束的经过验证和验证的应用程序构建。

一个统一的平台可以协调嵌入式软件应用程序定义、计划、开发和交付生命周期中的所有活动，同时还可以连接各种各样的工具集，这将促进许多工程师之间的有机协作，确保可跟踪性，并促进可用数据的重用。

嵌入式应用程序开发:三个过程
汽车嵌入式软件应用程序开发的编制可以分为三个部分(图2):

• 应用程序定义和规划
• 应用程序开发和质量保证
• 应用程序交付和监控

关键是持续确保跨许多平台和组织的各种涉众执行的工作之间的一致性和兼容性。一个统一的软件开发平台可以帮助公司用一个数字线程协调这些流程及其活动。然后，各个组织可以使用敏捷或其他方法在预算和时间内交付健壮的嵌入式软件应用程序。

图2:以功能为中心的汽车嵌入式应用程序开发的三个部分

应用程序定义和规划
作为先进的软件开发协调工具，Polarion可以消费和跟踪系统级产品定义，从而在系统级更改和应用程序开发之间创建直接链接，确保项目和整个系统保持同步。

系统级定义和硬件约束被编入系统级需求和规范。然后，软件工程师可以分解所需的硬件和软件需求、噪声因素、故障模式和影响分析(fmea)等，开始嵌入式软件应用程序级的定义和规划。详细软件需求的创建和任何后续更改将触发软件架构和模型更改。

应用开发和QA
软件组件体系结构和建模任务验证和验证组件交互是否实现了所需的功能。随着模型变得更加健壮，并且通过验证和验证变得更加完整，代码更改和更新可以用软件在环(SiL)完成和测试，再往下，可以用硬件在环(HiL)测试。然后，工程师可以执行模型更新并再次测试，以确保车辆功能层面的一致性、兼容性和整体问责性。

这种基于模型的方法不仅加快了过程，而且还可以逐步灌输一些方法，如预期功能的安全性(SOTIF)，确保软件按预期工作，并通过设计防止危险和非预期功能。结合SOTIF方法补充了标准功能安全和系统理论过程分析(STPA)方法，这些方法通过采用假定会发生故障的安全目标来降低风险。这种组合产生了非常健壮的汽车嵌入式软件应用程序。

应用程序交付和监控
最后，必须将嵌入式应用程序交付给软件组件，软件组件将包含在最终的车辆物料清单(BoM)中。首先，工程师必须为交付准备应用程序，并建立基础设施来在交付后监视应用程序。这包括持续监控应用程序在车辆架构中的使用方式和位置。

在整个应用程序开发、交付和监视过程中，软件开发平台解决方案可以与各种工具连接，以提供代码性能、测试覆盖率数据，并确保与方法和编码标准保持一致。应用程序还需要使用虚拟和物理硬件进行验证和验证，以确保实现所需的功能，并且系统将安全运行。这确保了嵌入式软件应用程序的完整性、兼容性，并满足车辆系统级的要求和需求。

然而，应用程序兼容性正从基于硬件转向主要由操作系统决定。因此，管理汽车嵌入式软件应用程序与嵌入式系统级软件、底层硬件变体和车辆变体之间的兼容性变得非常具有挑战性(图3)。

图3:与智能手机应用生态系统类似，随着软件对硬件的依赖性降低，汽车嵌入式应用程序配置管理变得更具挑战性。

应用程序生命周期管理(ALM)和产品生命周期管理(PLM)的健壮组合对于管理这种复杂性至关重要。统一的硬件-软件平台允许OEM构建和支持“按设计”(用于开发)、“按发布”(用于工程)、“按制造”(用于汽车装配厂)和“按服务”(用于无线和经销商更新)软件构建的基本流程和基础设施。

结论
能够跨组织、工程领域和功能抽象有效管理软件应用程序开发的公司将在数字化汽车行业中处于最佳地位。随着汽车操作系统和固件的使用越来越多，软件功能对ECU硬件的依赖性越来越小，这一点将变得尤为明显。在这个新环境中，一个统一的、协作的软件开发环境(内置可追溯性和IP重用)将被证明是无价的。

有关更多信息和阅读示例应用程序，请下载我们的新白皮书:创建汽车嵌入式应用开发的统一平台．