導讀：目前新能源汽車上的控制器越來越重要，實現的功能日趨復雜，實現這些功能需要軟件作為載體。從以前的整車有數十個ECU到目前域控制器，從機械定義汽車到目前軟件定義汽車，汽車控制器中的軟件需要發揮越來越重要的作用。如何開發汽車控制器的軟件呢？
汽車、電子控制系統、硬件和軟件開發間存在著千絲萬縷的相互聯系，使得我們必須要有一個綜合完整的開發過程。這個過程包含開發的各個步驟，從用戶需求分析到最終的電子系統的驗收測試?？刂破鏖_發的核心流程包括一系列不同的開發步驟。這個步驟我們稱之為V字形開發流程。V模型也叫做Verification和Validation模型。在下面的V模型中左側部分屬于軟件開發階段，稱為：Validation；右側屬于軟件測試階段，稱為Verification。
V模型的特點是流程嚴格有序，一個階段必須在上一階段完成后才能進行，并且每個開發階段都對應一個測試階段，一環扣一環，這樣能有效保證軟件質量。
一、V流程需要的工具鏈
從系統需求到軟件需求，再到軟件的釋放，需要工具對其進行管理，以達到可追溯，可記錄的目的，目前市場主流的工具含有 Door,ClearCase,GIT,SDOM 等，同時也有公司自己研發的一些流程工具。這些工具的運作方式都遵循需求，研發，測試的V流程。在架構設計過程中，需要使用EA架構設計工具，isolar等AUTOSAR配置工具。軟件實現過程中，需要使用到Matlab等模型開發工具。軟件組件集成過程中需要使用到編譯工具。軟件組件測試過程中需要使用到Tessy等測試工具。
二、系統需求確定
這部分為系統需求。需要系統工程師完成?；陧椖康恼w需求，以及軟硬件整體定義，對系統邏輯架構進行整體定義，這部分工作包括：硬件功能定義，控制器與其他控制器通信定義，軟件簡要功能定義。這個過程并不會對具體的技術實現做出定義。通常會使用Doors等流程軟件定義系統需求。
三、軟件需求確定
這部分為軟件需求，需要系統工程師完成。系統工程師根據系統相關方需求說明書、軟硬件接口文件、變更通知書等輸入，梳理定義軟件研發需求說明書，包括操作系統需求、電源管理策略、傳感器讀取，執行器控制、信號特性需求、存儲服務、通信服務，網絡管理、故障診斷、標定、程序升級等功能需求和非功能需求。根據項目規劃，制定軟件開發計劃。
軟件需求分析建立需求追蹤矩陣，將軟件需求映射到系統需求，確保軟件要實現的系統需求全部覆蓋，為了完成這個功能，通常我們也是使用Doors等流程軟件完成。
四、軟件架構確定
這部分為軟件架構，需要架構工程師完成。為了建立清晰的、結構化的軟件設計，應該統一分配軟件需求，然后完成軟件架構設計。根據系統相關需求、軟硬件接口表、軟件需求確定軟件架構。將每條軟件需求合理分配到軟件模塊中，定義每個軟件模塊的輸入輸出接口、動態行為、資源消耗目標等，評估多種軟件架構的優缺點等。架構工程師需要使用EA等架構軟件畫出整個控制器軟件所有模塊的輸入輸出接口、以及內部動態行為。如果項目基于AUTOSAR開發，需要架構工程師配置應用層的所有組件，并輸出每個組件的ARXML描述文件。一般來說，還需要架構工程師輸出架構文檔。
五、軟件單元設計
這部分為軟件單元設計，需要軟件開發工程師完成。在此階段，需要對每個組件內部的算法邏輯進行詳細的內部設計。組件功能的詳細設計需要與軟件需求建立有效的對應關系。
六、軟件實現
這部分為軟件實現，需要軟件開發工程師完成。此階段進行模塊設計的實際編碼。根據系統和架構的要求確定最合適的編程語言。如果是算法邏輯編碼，建議使用Matlab進行模型開發，如果是接近底層的復雜驅動，一般是使用手寫代碼。如果項目使用AUTOSAR架構，使用模型開發時需要導入arxml生成模型框架進行開發，使用手寫代碼進行開發時需要使用AUTOSAR工具生成的組件代碼框架進行開發。需要將代碼經過多次代碼審查和優化之后，將最終版本上傳至代碼庫，以實現最佳的可靠性和性能。
七、單元測試
這部分為組件單元測試，一般需要軟件開發工程師完成，也可以讓測試工程師完成。單元測試與軟件單元設計對應。單元測試是根據軟件單元設計，進行代碼級別上進行的測試，盡管通過單元測試不能夠發現所有的缺陷，但有助于在早期階段排除錯誤單元測試一般可以使用Tessy和Matlab軟件進行測試。
八、集成測試
這部分為集成測試，需要測試工程師完成。集成測試與軟件需求對應。集成測試將各個組成部分整合入一個軟件系統中之后，最后進行軟件的集成測試。根據定義的需求，測試相應的功能是否滿足軟件需求。
九、系統測試
這部分為系統測試，需要測試工程師完成。系統測試與系統需求對應。因為軟件給各個ECU提供了相應的功能，因此在集成測試中，需要將軟件燒錄至硬件中。然后ECU要與其他電子系統組件集成起來，比如傳感器和執行器。在接下來的系統綜合測試中，對所有系統設備的交互響應進行評估。
十、總結
對于軟件工程師來說可能更關注于軟件單元設計與軟件實現，單元測試，現在基于AUTOSAR開發汽車控制器軟件成為主流，BSW可以使用AUTOSAR工具進行開發，AUTOSAR應用層軟件可以使用Matlab軟件進行開發。
來源：汽車電子嵌入式 作者：Tank
