Arm于 9 月 15 日宣布了其 SOAFEE（嵌入式邊緣的可擴展開放架構(gòu)）軟件框架項目。其他公司也參與其中，預計還會有更多公司加入。Arm 將 SOAFEE 定義為實時運行且具有安全意識的開放軟件架構(gòu)和參考軟件實現(xiàn)。

該軟件架構(gòu)使云技術(shù)能夠與汽車功能安全和實時要求相結(jié)合。SOAFEE 原型設計和早期開發(fā)正在進行中。

這是 Arm 的一個絕妙之舉，而且很有可能成功。SOAFEE 利用了汽車軟件開發(fā)的許多增長趨勢，包括使用云平臺以及相關技術(shù)和生態(tài)系統(tǒng)。SOAFEE 還可以從汽車對軟件即服務 (SaaS) 不斷增長的需求中受益。

下表總結(jié)了 Arm SOAFEE 項目。

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SOAFEE解釋

開源參考項目是用于云軟件開發(fā)的軟件框架，部署為嵌入式汽車代碼。

SOAFEE 的目標是利用云原生開發(fā)的優(yōu)勢來解決汽車復雜性的挑戰(zhàn)和限制，例如功能安全和實時控制。云原生包括許多技術(shù)、工作流程和設計策略，可以改進汽車軟件的開發(fā)、部署和更新——從生產(chǎn)到車輛生命周期。

SOAFEE 還利用了兩個較早的 Arm 計劃——Project Cassini 和 Arm SystemReady。Project Cassini 是一項開放、協(xié)作、基于標準的計劃，旨在跨 Arm 的邊緣生態(tài)系統(tǒng)提供云原生軟件。Project Cassini 利用各種基于 Arm 的平臺為邊緣應用程序創(chuàng)建安全基礎。

SystemReady 是一個基于一組硬件和固件標準的合規(guī)認證計劃。這些標準包括基本系統(tǒng)架構(gòu)和基本啟動要求規(guī)范以及特定于市場的補充。

一個特別興趣小組已經(jīng)啟動，但到目前為止還沒有可用的網(wǎng)站。已經(jīng)支持 SOAFEE 的 20 家公司是 SIG 成員，預計還會有更多公司加入。

云原生

SOAFEE基于Arm平臺開發(fā)汽車軟件具有多重優(yōu)勢，加速汽車軟件開發(fā)和部署的云原生技術(shù)。

跨基于 Arm 的硬件和軟件平臺的軟件可移植性將會增加。由于更好的開發(fā)工具，軟件質(zhì)量也有望提高。代碼數(shù)量也應該基于更快的開發(fā)時間和更低的成本而增長。

許多優(yōu)勢都基于 SOAFE 使用的技術(shù)，總結(jié)如下。軟件容器是實現(xiàn)許多 SOAFEE 優(yōu)勢的關鍵技術(shù)。

云原生技術(shù)已成功用于云軟件開發(fā)，是 SOAFEE 框架的核心。這些技術(shù)是軟件容器、微服務架構(gòu)、編排器和 DevOps。以下是 Arm白皮書的摘要，解釋了其 SOAFEE 方法。

容器技術(shù)對于汽車軟件來說可能是最重要的。與運輸集裝箱的類比是有用的：運輸集裝箱在運輸過程中將內(nèi)容物與其他貨物隔離，保護內(nèi)容物免受天氣和盜竊。

軟件容器包括應用程序代碼、配置文件、庫和運行應用程序所需的依賴項?？梢詫⑷萜饕暈榭梢砸浦驳狡渌到y(tǒng)的虛擬化應用程序。但是，容器與特定的操作系統(tǒng)及其硬件和軟件功能相關聯(lián)。

軟件容器在云部署和數(shù)據(jù)中心中運行良好。SOAFEE 使用與部署在汽車 ECU 中的相同技術(shù)進行云開發(fā)。

顧名思義，微服務是一種面向服務的架構(gòu)方法，其中應用程序構(gòu)建為小型獨立服務單元的集合。軟件工程方法側(cè)重于將應用程序劃分為具有良好定義接口的單功能模塊。在云原生部署中，微服務封裝在容器中。這使微服務能夠在定義的容器運行時環(huán)境中執(zhí)行，并且可以由編排器管理和監(jiān)控部署。

微服務被定義為松耦合，因為對一項服務的更改不應影響另一項服務的性能。這意味著微服務可以獨立于系統(tǒng)的其余部分進行測試。該結(jié)構(gòu)允許在對完全組合的系統(tǒng)進行集成測試之前對復雜的系統(tǒng)進行劃分，以測試單個服務。

編排器是云原生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，負責管理基于微服務的應用程序的配置、部署和監(jiān)控。編排器使用多個標準接口：

編排器和容器運行時之間的容器運行時接口；

容器網(wǎng)絡接口，用于配置和控制網(wǎng)絡、防火墻和其他組件的標準；

容器存儲接口，用于暴露容器實例可用的存儲；和

啟用對容器內(nèi)系統(tǒng)資源的托管訪問的設備插件。

編排器使用這些接口通過啟用微服務之間的通信和訪問正確操作所需的數(shù)據(jù)來管理復雜的應用程序部署。

有幾個編排器選項，Kubernetes 成為默認的行業(yè)標準。Kubernetes 也稱為 K8s，是一種開源編排器，用于自動部署、擴展和管理容器化應用程序。輕量級 Kubernetes 或 K3 占用空間更小，更適合嵌入式和資源受限的環(huán)境。

云原生的工作流方面稱為 DevOps，開發(fā)工作流與部署操作相結(jié)合。以定義和管理的方式結(jié)合這兩個學科可以簡化應用程序的開發(fā)、部署和持續(xù)改進。

DevOps 對于在車輛生命周期內(nèi)管理汽車軟件特別有用，包括網(wǎng)絡安全、無線錯誤修復和功能軟件更新以及越來越多的 SaaS。

云原生增強

SOAFEE 利用云原生框架從最佳實踐和標準中受益。但是，汽車軟件需要增強云原生技術(shù)。其中包括使用混合應用程序和實時處理器（包括一系列加速器）的異構(gòu)計算架構(gòu)部署 ECU 的能力。

通過工作組，Arm 及其合作伙伴旨在了解云原生技術(shù)的當前差距，并與相關標準機構(gòu)合作。合作將有助于彌合差距，使云原生框架能夠應用于汽車領域。

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由于汽車軟件的安全性和實時性要求，最需要增強編排器。增強示例包括 I/O 帶寬和保證執(zhí)行時間。編排器還必須能夠表達汽車軟件的額外運行時要求。

下一步是增強容器運行時間以滿足汽車需求。首選路徑是使用虛擬化容器運行時。SOAFEE 開發(fā)人員正在與 Open Container Initiative 標準機構(gòu)合作來實現(xiàn)容器運行時增強功能。

DevOps 增強必須針對汽車測試和驗證，從云活動到實驗室開發(fā)再到車載試駕。用于 CI/CD 或持續(xù)集成/持續(xù)開發(fā)的云原生技術(shù)也將過渡到汽車軟件以提供額外的功能。

SOAFEE 的一個關鍵價值主張是汽車軟件平臺和應用程序的可移植性和重用性。為了實現(xiàn)可移植性，需要對加速器和高帶寬 IO 設備進行增強。功能安全和實時能力也是其中的一部分。

VirtIO 是一個標準化接口，允許虛擬機訪問簡化的“虛擬”設備。SOAFEE 正在探索 VirtIO 如何提供幫助。

這些針對汽車應用程序的云原生增強功能仍在進行中。

可用性

SOAFEE 參考軟件堆棧的初始版本現(xiàn)已推出，支持云原生汽車軟件的開發(fā)。SOAFEE 參考軟件可以在這里下載。

要使用 SOAFEE 軟件框架，開發(fā)人員需要一個參考硬件平臺。凌華科技提供兩個平臺。用于實驗室開發(fā)的系統(tǒng)可用于 32 核 Ampere Altra SoC。堅固的參考硬件平臺也可用于使用 80 核 Ampere Altra SoC 的車載測試。

參考硬件和軟件框架支持開發(fā)和測試用于駕駛艙、ADAS、AV 和動力系統(tǒng)應用的基于 SOAFEE 的 ECU。

Arm 將需要更多的硬件和軟件組件來構(gòu)建強大的云生態(tài)系統(tǒng)和配套的嵌入式汽車產(chǎn)品。這需要時間，但 Arm 已經(jīng)取得了良好的開端。

SOAFEE 競賽

Arm 的 SOAFEE 戰(zhàn)略很可能會成功，但仍有競爭空間。

許多公司已經(jīng)采用云平臺來開發(fā)汽車軟件。如果生態(tài)系統(tǒng)按預期發(fā)展，這些進入者很可能會隨著時間的推移轉(zhuǎn)向 SOAFEE。因此，它們不太可能成為直接競爭對手。

領先的處理器平臺公司可能是競爭對手，尤其是英特爾公司。Nvidia 可以利用 SOAFEE，即使其對 Arm 的收購提議沒有成功。我在 PC 行業(yè)的經(jīng)驗表明，與 SOAFEE 競爭的機會很短。

為什么？因為 Arm 處理器在所有 ECU 領域都占主導地位。一旦擁有與 Arm 兼容的系統(tǒng)和軟件的大型 OEM、一級供應商和主要芯片制造商開始使用 SOAFEE，這場戰(zhàn)斗就會取得勝利。這可能會在大約兩年內(nèi)發(fā)生，使 SOAFEE 成為事實上的標準。

底線

汽車軟件行業(yè)在開發(fā)新的應用程序和系統(tǒng)軟件時已經(jīng)轉(zhuǎn)向云軟件平臺。SOAFEE 添加了用于 IT 和云應用程序的功能，但具有車輛部署所需的特定功能。

SOAFEE 將為云開發(fā)添加實時操作和安全功能，并為部署在 ECU 中的嵌入式軟件平臺添加等效功能——在車輛的整個生命周期內(nèi)。

Arm 將 SOAFEE 定位為汽車云原生軟件開發(fā)的事實標準。

SOAFEE 并沒有為 Arm 創(chuàng)造新的收入——至少現(xiàn)在還沒有。然而，它增加了處理器競爭對手在汽車市場的進入壁壘——這個壁壘已經(jīng)相當高了。

雖然我相信 Arm 的戰(zhàn)略會成功，但 SOAFEE 將如何影響汽車軟件業(yè)務和供應鏈的各個部分仍然存在許多問題。

審核編輯 黃昊宇