5月16日，由中国汽车工程学会、国家智能网联汽车创新中心、北京经济技术开发区管理委员会、清华大学苏州汽车研究院主办的2023中国（亦庄）智能网联汽车科技周暨第十届国际智能网联汽车技术年会（CICV 2023）在北京亦创国际会展中心盛大开幕。达索系统亮相“智能网联汽车研发软件工具链”专题研讨会，达索系统汽车行业资深顾问林钢进行了《ICV研发软件工具链适配嵌入式系统开发新流程》的主题演讲。为与会嘉宾带来“全栈式”开发协同模式的独家见解。
从软件工程师的全栈式开发能力、自动驾驶领域的全栈自研现象开始交流，引入“全栈式”开发协同模式的讨论，对软件工具链运用而言，如何进行全局思维协同众多工具的开发过程？如何适配愈来愈复杂的系统开发流程？
ICV嵌入式系统发展趋势
未来10年汽车软件与EE市场的营收将翻一番，EE系统在整车成本所占比例也将翻一番；相关的汽车召回活动也在显著增加，业界正在疲于应对这种快速增长带来的系统复杂性；
EE架构多代演进过程中，软件地位不断提高，软件价值日益显现；于是就有了SDV软件定义汽车的趋势，也就是说，更多新功能增加从通过车机改为通过软件来实现；
软硬解耦不仅促成了软件定义汽车，更重要的是还影响了车型项目的规划及开发周期；传统车型开发进行到SOP即告结束，而ICV汽车通过运营平台可以继续提供功能更新，所以开发部门还会推出多次软件交付SOP-X;软件开发迭代时间将更长，软件代码行数量也将持续增长，所以EE的开发方式正在被重新定义，汽车生态链也正在形成新的开发合作模式；
软件开发更多采用敏捷开发流程，即更短周期交付软件(如每月或每两周部署交付一次)，通过后续多次迭代解决软件关联的失效问题；传统的汽车开发方式需要针对明确的市场需求做好阶段规划，进行严格的转阶段评审，近年来强调了开发流程与系统工程V模型的链接，但问题解决流程仍相对较慢，开发周期仍相对较长；而今天一款智能网联车的开发在生态链上要求这两种不同的开发模式共存，建立正确的链接提交客户正确的软件版本，我们的软件工具链需要考虑如何适配这些共存的开发模式；
在EE相关的合规方面，从2017年开始日益严苛的法规清单，如功能安全领域的ISO 26262，通过HARA危害分析和风险评估，确定组件系统的ASIL风险等级消除人为风险；涉及网络安全领域，有类似的TARA威胁分析和风险评估；随着清单法规的强制执行，我们的软件工具链更需要考虑如何支撑这些合规管理流程。
ICV嵌入式系统一般开发模式
工具链应用评估
OEM通常采用EE架构结合网络消息集驱动整个开发流程，供应商输入相应的子系统需求响应最初的整车需求，各个子系统专家通常采用不同的工具进行各自的开发工作；
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最终OEM通过一台车将所有ECU连接进行EIPF测试台的集成测试，这时往往发现关键的功能失效问题，由于每个子系统独立的系统架构定义，这些后期问题难以追溯，而这正是合规管理所需要的，所以我们的软件工具链需要适配提供从流程后端到前端的全流程追溯能力；
而在系统复杂性增加的趋势下，仅仅靠EE架构驱动开发流程是不够的，实际上在流程前端还需要补上整车层级的系统架构和软件架构规划，以支持从早期阶段开始的、多阶段可持续的虚拟验证和联合仿真；
通过梳理这三大架构的关系，不难发现：EE架构指通过CAN、Flex Ray、以太网等多种类型的网络，和网关建立多个ECU的链接，以实现多个车辆域下的智能功能，如AEBS、ACC等；软件架构与EE架构相关联，同样对应于多个车辆域的嵌入式软件组件，包括基础软件和应用软件，从早期强耦合的车内嵌入式软件，到AUTOSAR AP，再到AUTOSAR CP；
在嵌入式系统的正向开发流程中，依次逐级开发的架构为系统架构、软件架构、EE架构；作为流程最前端的架构，系统架构通常指功能的整体规划，包括哪些功能，如何实现，由谁实现；定义不同域之间的联系，定义子系统接口，进行系统分解。
ICV嵌入式系统创新开发模式
工具链“全栈式”适配
面对电子电气新趋势，达索系统主张在开发流程前期综合采用多种架构模型来应对和统筹快速增长的系统复杂性，基于一个协作平台进行整车3类架构建模及分级关联管理，从而打通嵌入式系统开发的新链路；
整合多种来源的需求，将分类后的需求分别用于这3类架构的规划和建模，基于这些架构衍生其它的开发活动(如物理网络，ECU软件代码，PCB设计等)；从R需求、F功能模型、L逻辑模型到P物理模型，整个开发流程始终可以借助RFLP模型进行各类功能的虚拟验证和场景的联合仿真；从虚拟验证到联合仿真，自始至终有各类工具链的验证活动，所以最重要的是顶层我们还需要一个平台规划车型和项目，管理各类验证配置和状态进度等等；
基于这种正向的开发流程，达索系统提供的解决方案可以拉通生态链上软件工具链的协作，并可在此基础上为各类工具量身定制，将各自创建的模型转化为可验证的模型链，衍生出可追溯的数据链；三大架构就好比三驾马车的拉动，在每个开发阶段支撑各类必要的虚拟验证，从最前端的RIL、MIL、到SIL、HIL、DIL等；
由这三大架构牵引驱动形成的“全栈式”工具链解决方案如下所示，达索系统基于3DEXPERIENCE平台对智能网联系统开发的相关能力进行了“全栈式”应用整合，使得这些工具链能以工业软件App的无缝协作形式，为生态链每个开发角色提供基于模型的“数字连续”协同；
“全栈式”工具链总体上分为三大域，其中需求开发与系统分析相关的流程工具链活动跨接全域；架构规划域：通过系统工程全局思维更全面地整合利益相关者的需求，尽早验证系统解决方案的概念是否最佳；软硬件开发域：改善机电软多学科的开发合作、OEM/供应商交流；仿真验证域：提供不同颗粒度下多学科的性能虚拟验证与功能集成测试、通过多轮联合仿真减少验证时间和成本；
17项流程工具链中，既包括智能网联系统相关的达索系统品牌应用，如CATIA、ENOVIA、SIMULIA等，也已融合业界熟知的一些第三方软件工具，通过Power’ By，即3DEXPERIENCE平台加持后“即插即用”的形式达到与其它软件工具链高效协作的效果；
ICV嵌入式系统“全栈式”开发能力展示
随后林钢以AGS(主动式格栅降温系统)及AEBS(自动紧急制动系统)为例，展示在3DEXPERIENCE协作平台加持后软件工具链高效协作的效果；
创意想法&产品需求管理：帮助需求开发工程师与市场团队的高效协同，确保“主动式格栅降温”的创新想法高效转化为产品开发前端严谨的输入；
车型配置&项目管理&产品结构&变更管理：帮助产品经理、设计师高效协同，确保多个来源的整车需求规格可以按统一的特征选项库和配置规则管理；从新需求-特征选项-车型配置-开发任务-待开发的软硬组件(AGS)-变更单等，开始形成端到端的可追溯性，满足合规管理的要求；
新功能的系统架构定义：针对待开发的新功能，在顶层架构下扩展定义温控解决方案系统架构，描述相关用例及驾驶场景，针对HVAC控制器进行加热、降温、等待状态的行为描述，进行子系统分解定义形成系统和软件开发的边界；维护满足整车多个系统、甚至整个生态运营需求的系统架构模型(SoS)，如车队管理，充电管理，储能管理等；通过MBSE全局思维进行的架构开发活动，帮助架构建模师基于MBSE的开发框架，整合多源需求，从顶层到多层级的子系统架构形成一致、完整的开发规格；
逐级开发，分级关联的三大架构、ECU软件组件管理，RFLP模型链形成后综合的系统影响分析：从需求、功能逻辑到EE软件架构、软件算法、软件代码，从概念规划到详细设计的全流程，基于RFLP模型链上各类丰富的数据集，可以组织协同评审并进行各类软硬组件的追溯分析，如平台自动统计出RFLP模型链示例包含3700个可追溯的对象，2500多条链接；帮助软件开发人员、系统分析人员从前到后追溯各类软件工具链产生的模型链，了解是否有开发遗漏，明确是否遵守了法规标准或流程；
与ECU软件关联的硬件组件开发状态：AGS热管理设计环境，即过滤车型配置(豪华款)后的统一的机电软BOM(UPS)，帮助硬件开发人员将新的硬件组件正确链接对应的ECU软件版本，对软硬件组件都有开发成熟度管理；
从引入AGS功能的创新想法到软硬件集成的开发流程、整个开发生态链依托三大架构，可以融合各类工具链打造RFLP模型链，进而形成各级系统的数据链，从而始终保持全流程的可追溯性，满足合规管理要求；
综述
3DE”全栈式”软件工具链适配ICV开发新方法&新流程
我们要以新的方式应对SDV带来的复杂性，不仅涉及推动SDV的软硬件解耦x软件，也涉及重新定义OEM与多级开发生态链(Tier X)、运营服务商之间的边界，还需要考虑传统和敏捷开发方式的共存；伴随嵌入式系统的演进，开发流程更多地强调通过前端三大架构模型，驱动工具链高效的开发协作、实现生态链更高质量的整车集成验证；
选择智联系统开发模式，就是选择工具链，就是选择各类工具协作过程中创建的模型，在多大程度上能否转化为可持续验证的模型链x软件，形成全流程可追溯的数据链，工具链所依托的协作平台能否为众多的工具提供“全栈式”开发的数字连续协同；
近年来选择3DE“全栈式”软件工具链的典型应用案例：从需求、架构，软硬件开发，到XiL验证，如Bosch的抬头显示开发，ZF的自动驾驶全流程测试，PSA的整车EE架构与合规管理，Faurecia的智能座舱等等，各级开发生态链企业都有涉及。
再复杂的谜题，只要找到题眼便能迎刃而解，再困难的挑战，只要利用合适的工具，我们便能如同庖丁解牛将其一一跨越。传统制造业之“创新”，就蕴含在数智未来的新浪潮之中。3DE“全栈式”软件工具链正在越来越广泛地打造协作发展新范式，软件定义汽车让「复杂」变简单，让未来在眼前。
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