1、提升车辆研发质量与效能的实践与思考提升车辆研发质量与效能的实践与思考孟宁孟宁梦宁软件创始人中国科学技术大学系统软件研究中心主任孟宁孟宁梦宁软件创始人中国科学技术大学系统软件研究中心 主任著作有代码中的软件工程和庖丁解牛Linux操作系统分析等致力于为软件研发团队赋能提效，打造软件开发具产品和基础设施软件解决案。曾荣获华为欧拉开源贡献领英教师奖，曾获评国家精品在线开放课程和国家一流本科课程、入选华为“智能基座”精品慕课、被中国高校计算机教育MOOC联盟评为优秀课程、荣获安徽省教学成果奖二等奖，等等。在线课程累计学员20余万人。与华为、OPPO、龙芯中科等多家国内外企业和创业公司有技术合作。嘉宾照

2、片对智能汽车软件研发的畅想对智能汽车软件研发的畅想多年来我们一直在朝着软件定义汽车SDV的方向发展，其中越来越多的特性和功能都主要通过OTA升级软件来实现。当前千万行量级的软件代码也只是解决了初步问题。随之而来的汽车网联化、智能化和用户体验提升都需要更复杂的软件来实现。确保为开发人员提供卓越的工具、流程和架构，以有效地创建、测试和OTA升级软件是整个汽车行业所面临的首要任务。持续集成和持续部署(CI/CD)就是解决这个问题的答案，这要求我们必须提供足够强大的云原生环境编排能力和软硬件仿真基础设施，以实现大规模的团队协作，并执行严格而广泛的测试/回归测试。目录目录CONTENTS对智能汽车软件研

3、发的畅想对智能汽车软件研发的畅想00 汽车研发的趋势、现状与面临的挑战汽车研发的趋势、现状与面临的挑战01 整车系统级验证是最理想的方案整车系统级验证是最理想的方案02 DevOpsDevOps和和CI/CDCI/CD促进汽车软件研发的变革促进汽车软件研发的变革03 展望未来展望未来04 1.11.1智能汽车智能汽车EEEE架构架构的演化大趋势的演化大趋势1.21.2传统的车辆研发传统的车辆研发过程大过程大V V模型模型传统的车辆研发过程大传统的车辆研发过程大V V模型模型图中1和2均为失效分析回路,以1为例，当整车验证发生失效，就会回到系统设计层面找原因，再回到系统验证，通过后再进行整车验证

4、。传统的车辆研发过程大传统的车辆研发过程大V V模型的问题分析模型的问题分析当整车验证发生失效，就会回到系统设计层面找原因，再回到系统验证，通过后再进行整车验证。MIL和HIL的Bug不应在真实测试中被发现，但是多ECU之间复杂的协同工作往往很多Bug只有在整车系统验证时才能发现。1.31.3日趋激烈的竞争日趋激烈的竞争面临的挑战面临的挑战日趋激烈的行业竞争面临的挑战日趋激烈的行业竞争面临的挑战 零件零件 系统系统 整车，验证流程串行时间长整车，验证流程串行时间长 零部件与系统（整车）验证相对独立，缺少交互验证零部件与系统（整车）验证相对独立，缺少交互验证 变量车型开发，需要跑整套路试，缺少回

5、归测试支撑变量车型开发，需要跑整套路试，缺少回归测试支撑 缺少整车系统级的新产品导入快速试错的方法缺少整车系统级的新产品导入快速试错的方法 缺少缺少ECUECU软件仿真和软件仿真和RDERDE路况仿真的工具支撑路况仿真的工具支撑0202整车系统级验证整车系统级验证 柔性验证平台 虚拟ECU仿真平台为什么不在车辆研发过程中始终采用整车系统级验证呢？为什么不在车辆研发过程中始终采用整车系统级验证呢？零部件、系统、整车等始终在整车系统级环境下进行交互式实测验证是最理想的方案，是终局思维。研发进展可见功能效果可用验证结果可靠改装车辆成本高有安全风险对研发支撑人员能力要求高整车系统级环境准备时间长优 势

6、优 势劣 势劣 势2.12.1柔性验证平台柔性验证平台柔性验证平台的研发背景柔性验证平台的研发背景一般的HIL测试台架很难仿真出整车系统级验证环境。改装车的方式在成本、周期和风险上都难以推广到研发阶段全生命周期。HIL测试示意图整车系统级验证环境六轴动态驾驶舱台架ECU机柜/控制箱传统传统的制动系统的制动系统测试方法测试方法1.需要驾驶员在安全的道路条件下，进行动态路试以测试制动系统在实际驾驶情况下的性能，这将包括测试制动力量的平稳性、制动踏板的响应和制动距离等方面。2.在进行功能测试时，使用测试设备记录关键数据，例如制动力量、制动距离、制动响应时间以及传感器和执行器的数据。这些数据将用于后续

7、的标定过程。3.在完成参数调整后，进行最终的功能测试，以确保系统的性能满足要求。验证制动性能、响应时间和其他功能是否按照预期工作。案例：线控制动案例：线控制动测试台架测试台架基于驭迪柔性验证平台的制动系统测试方法：1.驾驶员在柔性台架上，通过场景模拟的道路连接IPB系统测试台架在实际驾驶情况下测试IPB的性能，这将包括测试制动力量的平稳性、制动踏板的响应和制动距离等方面。2.在进行功能测试时，使用测试设备记录关键数据，例如制动力量、制动距离、制动响应时间以及传感器和执行器的数据。这些数据都可以实时显示在电脑前端。3.基于驭迪柔性验证平台的测试场景可以根据客户需求自定义。雪天，雨天，高速等场景，

8、可以根据NEDC、WLTC等标准测试路况下进行测试,驭迪柔性验证平台可以缩短测试时间，节约研发成本。案例：与自动驾驶测试环境联合仿真案例：与自动驾驶测试环境联合仿真方便对接Carla等自动驾驶simulator，和自动驾驶域控制器/测试环境进行联合仿真。驭迪车辆柔性验证平台整车系统级验证的价值驭迪车辆柔性验证平台整车系统级验证的价值驭迪车辆柔性验证平台采用软硬件仿真的方式为研发人员提供了灵活搭建的整车系统级验证环境。缩短开发周期降低路试/研发费用提升/保障研发质量降低项目风险虚拟/实车测试等效灵活搭建应对各种需求整车系统级整车系统级验证验证驭迪车辆柔性验证平台的使用场景驭迪车辆柔性验证平台的使

9、用场景驭迪车辆柔性验证平台可以替代传统的MIL、SIL、HIL、VIL、DIL等部分场景，从而提升整车系统级验证的有效性，其中典型的使用场景可以总结为如下5种：系统集成和EE架构的测试系统的集成测试故障注入测试概念验证和算法开发新产品和新技术体验推广车辆柔性验证平台在没有车辆的情况下可以用于新产品的介绍推广自己客户体验；软件和硬件并行开发甚至只是开发软件时，用于验证算法和控制策略；用于Fail Safe和功能安全的故障注入测试；产品开发和项目应用中，用于系统的集成测试；整车企业车型开发中用于系统集成和电子电气EE架构的测试2.22.2虚拟虚拟ECUECU仿真平台仿真平台虚拟虚拟ECUECU技术

10、概述技术概述传统传统ECUECU开发开发 vs.vs.虚拟虚拟ECUECU开发开发手工作坊式的传统ECU开发模式软件依赖定制化的硬件，没有硬件无法开发和测试软件；软件和硬件的碎片化，依赖工程师知识经验；无法实践测试驱动开发TDD，代码质量难以保证；开发周期长，难以软硬件协同，测试工作繁重。案例：某汽车发动机控制器仿真项目案例：某汽车发动机控制器仿真项目真实场景中，使用标定上位机软件（比如INCA）对硬件做标定存在实验环境受限、实验成本高昂和难以覆盖所有测试等问题。SimuLink生成的模型与真实的ECU软件（运行在虚拟ECU上）建立连接。这种模式可满足汽车领域各类半闭环仿真的需求。案例：某汽车

11、电池管理系统案例：某汽车电池管理系统BMSBMS控制器仿真控制器仿真虚拟ECU和CANApe集成起来的优势包括：在仿真平台上精细调试；进行CAN总线通信仿真；增加测试覆盖率；案例：基于虚拟案例：基于虚拟ECUECU的的FuzzFuzz模糊测试项目模糊测试项目基于虚拟ECU的Fuzz模糊测试的优势：通过硬件故障注入查找和分析硬件驱动上的安全漏洞；结合模糊测试技术查找和分析软件层面的安全漏洞；以AFL模糊测试器为例，如图所示。相比真实硬件上的软件安全测试分析的优势：目标程序的可观测性强；统计覆盖率高；不受硬件数量限制，可在云端大规模部署虚拟ECU实现大规模并行运行测试。0303DevOpsDevO

12、ps和和CI/CDCI/CD汽车软件研发的变革汽车软件研发的变革汽车软件开发需要更现代、更强大的软件开发环境汽车软件开发需要更现代、更强大的软件开发环境传统的汽车软件开发过程遵循僵化、迟钝的瀑布模型和V模型，并使用高度离散的工具链。开发过程被分割为不同的阶段，只有前一个阶段结束，后一个阶段才会开始。许多开发过程都需要手动完成。从工具链的一个部分切换到下一个部分也是如此。采用这种方法，推出新的软件版本需要耗时六到八个月。持续集成和持续部署持续集成和持续部署(CI/CD)(CI/CD)就是解决这个问题的答案就是解决这个问题的答案如今汽车行业力推的软硬分离的EE架构，可以使用现代化的敏捷方法和Dev

13、Ops，按自己的时间表更新软件，速度更快且不受硬件迭代或其它物理更新的影响。这种方法对迭代速度、可扩展性、质量和安全性方面的提升前所未有。CI/CD 及自动化回归测试等方法，现在都可以在汽车上实现，但在汽车行业，测试新应用有其独特的难题，比如测试需要在实体车辆上或者在测试台架上的复杂模拟环境中进行。理想的方法是通过基于云原生的集成开发环境在模拟仿真环境上进行开发，方便大型团队协同完成SIL、HIL、VIL/DIL等，从而消除开发和测试过程中的瓶颈。基于云原生的智能集成开发环境基于云原生的智能集成开发环境Super IDESuper IDESuper IDE for 万物智联下一代集成开发环境展望0404展望未来展望未来展望未来展望未来随着汽车软硬件的解耦和EE架构的演进，未来的汽车操作系统会变成什么样？万物智联的机器人社会我们该如何开发软件？感谢聆听感谢聆听关注QECon公众号部分图片来源于互联网版权归原作者所有