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　　一、引言

　　隨著市場(chǎng)需求和電子技術(shù)的發(fā)展，整車電氣系統(tǒng)經(jīng)歷著電器化、電子化和網(wǎng)絡(luò)化三個(gè)階段性發(fā)展。嵌入式技術(shù)執(zhí)行專用功能并被內(nèi)部計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備或者系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)不能使用通用型計(jì)算機(jī)，而且運(yùn)行的是固化的軟件，用術(shù)語(yǔ)表示就是固件(firmware)，終端用戶很難或者不可能改變固件。盡管絕大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)是用戶針對(duì)特定任務(wù)而定制的，但它們一般都是由下面幾個(gè)模塊組成的： 一臺(tái)計(jì)算機(jī)或者微控制器，字長(zhǎng)可能是可憐的4位或者8位、16位、32位甚至是64位。 用以保存固件的ROM(非揮發(fā)性只讀存儲(chǔ)器)。 用以存程序數(shù)據(jù)的RAM(揮發(fā)性的隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器)。 連接微控制器和開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)化器、控制器、LED(發(fā)光二極管)和顯示器的I/O端口。 一個(gè)輕量級(jí)的嵌入式操作系統(tǒng)，一般是自行編寫(xiě)的。 專門的單片微控制器是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的核心。通過(guò)把若干個(gè)關(guān)鍵的系統(tǒng)組成部分集成到單個(gè)芯片上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者就可以得到小而便宜、可以操作較少外圍電子設(shè)備的計(jì)算機(jī)。 嵌入式系統(tǒng)的一般模型并不足以定義嵌入式系統(tǒng)本身。例如，某些嵌入式系統(tǒng)常常比標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)箱小不了多少。這類設(shè)備有： 信息查詢以及銷售點(diǎn)終端。 某些工業(yè)控制系統(tǒng)。游戲控制臺(tái)(例如基于x86和Windows的Xbox)。

　　二、概述

　　整車網(wǎng)絡(luò)是指將多個(gè)具有一定獨(dú)立工作能力的汽車電子系統(tǒng)通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)通信的分布式實(shí)時(shí)嵌入系統(tǒng)。由此定義可見(jiàn)，整車網(wǎng)絡(luò)以總線整合汽車電子系統(tǒng)的形式存在，但本質(zhì)仍然是由軟硬件構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)。

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　　整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程可被分為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和零部件實(shí)施兩個(gè)應(yīng)用層面，其中貫穿著算法設(shè)計(jì)、軟件工程等基礎(chǔ)技術(shù)。由于種種原因，自主汽車電子產(chǎn)業(yè)存在著重零部件輕系統(tǒng)、重應(yīng)用輕基礎(chǔ)的問(wèn)題。需要指出的，基礎(chǔ)技術(shù)涉及的建模、仿真、軟件構(gòu)架等均來(lái)源于主流的嵌入式技術(shù)體系，并不固定從屬于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)或零部件實(shí)施的具體領(lǐng)域。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)用相應(yīng)的基礎(chǔ)技術(shù)，結(jié)合上游用戶需求與下游零部件實(shí)施約束，才能完成嵌入式系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。

　　三、架構(gòu)開(kāi)發(fā)

　　在軟件工程中，架構(gòu)設(shè)計(jì)的作用在于三方面：1、行業(yè)應(yīng)用架構(gòu)，行業(yè)架構(gòu)師往往是行業(yè)專家，了解行業(yè)應(yīng)用需求，其架構(gòu)行為主要是將需求進(jìn)行合理分析布局到應(yīng)用模型中去，偏向于應(yīng)用功能布局;2、應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)體系架構(gòu)，技術(shù)架構(gòu)師往往是技術(shù)高手中的高手，掌握各類技術(shù)體系結(jié)構(gòu)、掌握應(yīng)用設(shè)計(jì)模式，其架構(gòu)行為考慮軟件系統(tǒng)的高效性、復(fù)用性、安全性、可維護(hù)性、靈活性、跨平臺(tái)性等;3、規(guī)范架構(gòu)設(shè)計(jì)是通過(guò)多年磨礪或常年苦思頓悟后把某一類架構(gòu)抽象成一套架構(gòu)規(guī)范，當(dāng)然也有專門研究規(guī)范而培養(yǎng)的規(guī)范架構(gòu)設(shè)計(jì)者。

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　　架構(gòu)開(kāi)發(fā)容易與總線開(kāi)發(fā)混淆。雖然同屬系統(tǒng)層面開(kāi)發(fā)，前者基于而高于后者。在架構(gòu)設(shè)計(jì)中，總線僅是最主要的信息交互方式，其特點(diǎn)必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理運(yùn)用。

　　3.1工程需求捕捉(圖2)

　　從用戶角度，工程需求不同于常見(jiàn)的市場(chǎng)需求：后者主要從市場(chǎng)用戶出發(fā)，關(guān)注的是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的外在使用價(jià)值而不是具體的構(gòu)架、技術(shù)和零部件;除此之外，整車壽命周期內(nèi)還有開(kāi)發(fā)工程師、制造工程師、售后工程師等內(nèi)部用戶的需求。上述諸多用戶的需求同時(shí)也包含約束，例如法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、成本、質(zhì)量、工程策略等等。從時(shí)間角度上。上述需求在項(xiàng)目周期中不同程度地動(dòng)態(tài)變化。

　　工程功能(圖3)作為工程需求的基本載體，貫穿著整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。由于不同整車的需求差異，對(duì)工程功能的具體劃分不盡相同。一般而言，工程功能被分為用戶工程功能和非用戶工程功能：前者會(huì)被用戶直接感受到，例如燈光;后者不會(huì)被用戶直接感受到，一般是前者的支撐，例如總線喚醒，通常也被稱為系統(tǒng)功能。對(duì)于每個(gè)工程功能的需求，也分為功能性需求和非功能性需求：前者主要定義不同狀態(tài)下輸入輸出等外在行為邏輯，通常是可復(fù)用在不同車型上。

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　　對(duì)需求的捕捉中，需求的驗(yàn)證是重要環(huán)節(jié)之一。上述需求數(shù)量浩大甚至相互矛盾，產(chǎn)生的需求風(fēng)險(xiǎn)將嚴(yán)重影響下游的開(kāi)發(fā)。建立系統(tǒng)層面的功能性需求模型，不僅可以解決需求沖突問(wèn)題，也是對(duì)下游功能分配的必要約束。