符合AUTOSAR架构的车辆电控系统软件配置库部署和集成方法

韩慧，鞠妍，欧阳若川，王超，和卫民，张晓谦，陈龙

(中国第一汽车股份有限公司技术中心，吉林长春 130000)

符合AUTOSAR架构的车辆电控系统软件配置库部署和集成方法

韩慧，鞠妍，欧阳若川，王超，和卫民，张晓谦，陈龙

(中国第一汽车股份有限公司技术中心，吉林长春 130000)

致力于提高日趋复杂的车辆电控系统软件在不同硬件平台的复用能力的AUTOSAR架构应用越来越广泛。符合AUTOSAR架构的软件设计和实现过程必然要与软件配置管理结合。在IBM Rational ClearCase环境下，对基于AUTOSAR架构的车辆电控系统软件配置管理四库部署和集成方法进行讨论。应用效果证明该方法能顺畅地与项目组织结构相结合，有效地增强专业积累能力、项目变更控制有效性和开发效率。

车辆电控系统软件开发；软件复用能力；AUTOSAR架构；配置管理；ClearCase环境

0 引言

随着车辆智能化程度越来越高，车辆电控部件越来越多，电控部件的软件复杂度也随之增高，致力于提高软件在不同硬件平台上复用的AUTOSAR框架得到了越来越多的汽车整车和零部件制造厂商的关注和应用。AUTOSAR框架与软件研发的配置管理如何结合，成为各车辆电控系统软件研发机构必须面对的课题。文中基于IBM Rational ClearCase配置管理工具，讨论了符合AUTOSAR框架的软件开发部署方式和集成方法。

1 AUTOSAR架构简介

AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)是由汽车制造商和供应商共同合作开发和建立的一个车辆电子电气架构的开放工业标准[1]。AUTOSAR组织成立于2003年，截止2014年底已有157家企业成为该组织会员。AUTOSAR架构包括应用软件、运行时环境RTE和基础软件3部分。其中基础软件使用AUTOSAR接口通过RTE与应用层交互。基础软件层划分为MCAL(Microcontroller Abstraction)、OS(Operating System)、Services、Comunication、ECUAL(ECU Abstraction Layer)、CDD(Complex Device Drivers)6个模块。AUTOSAR架构示意图见图 1。

2 配置管理和IBM Rational ClearCase简介

配置管理起源于20世纪70年代的软件行业，经过40年发展，配置管理已成为软件开发过程中必不可少的一个支撑过程，在CMMI和SPICE等国际软件开发过程标准中，配置管理已是最基础的一个必要过程域。配置管理目前在国际上已发展为第二代理论，并广泛应用。它最主要的功能版本管理为软件复用提供了大量概念和方法论支持。

IBM Rational ClearCase是软件配置管理业界最强大的工具之一，通过灵活运用其版本、基线、分支、流、视图等工具，可以大大提高软件开发效率和复用能力。在进行项目组织时，它可以应用基本和UCM两种模式。基本模式是国际通行的配置管理理论的一套实现方案，其标签、分支等功能的用法也与其他配置管理工具相近。UCM模式是IBM公司基于其在数千个企业中的实际应用案例总结出来的一套工具套件，大大提高了配置管理工具的集成化程度，降低了配置管理员工作量，并规避了灵活的配置管理方式引入的一些集成陷阱[2]。基本模式应用相对灵活，但配置管理员工作量较大，且容易出现问题；UCM模式的配置管理集成度高，但对团队成员的配置管理应用能力要求较高。所以在项目实际应用中应根据产品开发阶段的不同，权衡选择不同的模式。文中主要基于ClearCase的基本模式展开讨论。

3 配置库的四库结构

在配置库建设初期，部门根据组织机构设置和项目组织方式进行配置库结构设计，使配置库与部门的开发方式紧密结合，发挥配置库的最大作用。

配置库设计时，可将配置库根据归属权划分为专业库和项目库。如图 2所示的蓝色部分为项目库，绿色部分为专业库。

专业库可按专业设置划分为组件，由各专业进行开发和维护。在项目中，专业根据项目需求进行组件的项目适应性开发，并在完成开发后，将可用于后续项目的新功能点合并入专业库，从而提高组件的适用性和复用率。而项目库是集成了各专业组件适应性开发结果的组件集合。

项目库根据变更控制的要求划分为开发库、受控库和产品库。在项目开发初期，各专业随时都有大量的文件修改和入库活动，此时应用严格的变更控制会大大降低开发效率，所以此时可不应用变更控制。项目进入中后期，大部分开发工作已完毕，版本功能稳定，此时变更引入错误是导致项目版本不稳定的主要原因，所以应实施严格的变更审核和控制。而在设计锁定、产品投放市场后，变更影响范围将扩大到销售、售后服务、物流、采购、生产等部门，变更成本大幅增加，此时变更将由包括设计部门及其他的诸多部门共同决策，此时的工作产品应存放在产品库中，变更控制更为严格。

从投产状态角度可将配置库划分为产品库和过程库。过程库中包含设计部门研发过程文件，这些文件不是生产、采购等部门所关注的，但其完整程度却为项目历史状态复现和后续项目复用提供了依据。

需要特别说明的是，四级配置库的实现并不一定是有4份物理存储，通过应用配置管理工具的分支等功能，是可以在逻辑上实现四库设置的。

4 基于IBM Rational ClearCase基本模式的配置库部署和项目集成方法

在ClearCase配置管理工具环境下，四库结构可以采用多种方式来实现。此课题采用的方式是将配置库目录按专业组件进行划分，通过多级分支实现项目库。

专业库组件的划分依据是产品的逻辑功能和AUTOSAR框架。AUTOSAR框架将软件划分为应用软件、RTE和基础软件，而在实际项目的组织过程中，还包含有项目管理文件、项目集成开发环境、项目试验数据和项目发布等文件。为便于项目管理与集成、应用软件开发、基础软件开发的不同团队的工作开展，将项目集成与管理、应用软件、RTE与基础软件划分在3个CVOB中。同时，不同团队需要使用统一的开发和集成环境，而将不同CVOB中的目录组织为一个项目视图为该问题提供了解决方案。此外，为便于产品成熟时将配置库转换为UCM模式以提高配置管理工作效率，其一级目录的划分应以便于未来转换为UCM组件为原则。而配置库中所有元素的主干作为该产品的平台化项目进行维护。专业库的组件划分方法示意如图3所示。

当应用项目启动后，项目的产品库、受控库和开发库是通过编辑ClearCase配置规则创建项目的产品分支、集成分支和开发分支来完成的。同时通过配置和开发IBM Rational Clear Quest变更记录类型实现了变更管理。产品分支、集成分支和

开发分支是自上而下的父子层级关系，子分支基于父分支的一个基线版本进行创建，并在完成工作任务后向父分支合并。合并后通过创建基线形成稳定版本，并提交给不同部门，满足相应的交付要求。产品分支、集成分支和开发分支的部署方法如图4所示。

其中“EMS_GA_P”分支为产品分支，“EMS_GA_I”分支是项目集成和受控库分支，“EMS_GA_D”是项目开发分支。

5 配置库部署和项目集成方法的应用效果

为验证此部署和集成方法的实际使用效果，课题组在某系列发动机电控系统项目上开展了3年试点应用。在AUTOSAR框架基础上对开发团队进行了调整，划分为项目管理及系统组、应用软件开发组和平台软件开发组，并据此分别创建了PROJ_cvob、EMS_cvob和PLT_cvob 3个VOB。其中集成开发环境的建立和维护归入项目管理及系统组，存储于PROJ_cvob中。同时对应用软件开发组和平台软件开发组开放了访问权限，在配置库中完成集成开发环境的搭建，从而为全体项目成员提供了统一的集成开发环境，以提高集成开发效率。

在对配置库完成规划部署后，该项目的NG5版本于2011年开始开发工作，通过EMS_NG5_P、EMS_NG5_I和EMS_NG5_D三个分支构成了产品库、受控库和开发库，于2013年完成最终版本交付。交付完成后，项目组开展了各专业平台化功能点分析和升级工作，如图5中的模块平台产品版本升级为1.01版。后续的NG6版本于2014年开始开发工作，通过复用各专业库最新稳定版本继承了第一个应用版本的最新特性。

从项目实际运行情况看，此种部署方法与项目组织结构和AUTOSAR框架结合紧密，各团队职责明确、工作顺畅，减少了大量不必要的沟通过程，是行之有效的部署方法。同时，通过项目内1个平台版本和2个应用版本的并行开发实践，其主要度量指标的对比见表 1，项目复用工作的工作量大幅降低，交付过程大为简化，交付质量也得到明显提高。同时还应用了粒度可控的变更管理方法，使项目开发效率和交付质量得到了更好的平衡。

表1 新旧部署集成方法对比

6 结束语

通过将CVOB按工程师团队划分，组件按AUTOSAR架构划分，研发部门形成了完整的专业库；通过创建层级分支结构形成了产品库、受控库和开发库，从而完成四库部署；通过将多个CVOB中的多专业组件组织在一个视图内，统一集成开发环境。项目应用证明：这种配置库部署和集成方法能够有效提高软件复用能力和交付效率。

【1】AUTOSAR Technical Overview[OL].http://www.autosar.org/about/technical-overview/,2015-02-02.

【2】软件配置管理IBM Rational技术白皮书(版本1.1)[M]，2004.

《汽车零部件》征稿启事

一、《汽车零部件》杂志简介

《汽车零部件》(Automobile Parts)是由国家科技部主管，中国科学技术信息研究所、中国汽车零部件工业公司主办，机械工业汽车零部件产品质量监督检测中心承办的以汽车零部件技术发展为内容的技术性科技期刊。

《汽车零部件》2006年1月起试刊(内部交流)，2008年1月正式创刊，2009年1月改成月刊，每月28号出版，大16开，精美全彩色印刷，国际刊号ISSN 1674-1986，国内统一刊号CN11-5661/TH，面向全国公开发行。

《汽车零部件》内容上着重技术介绍，涉及理论研究、产品设计制造工艺技术、设备使用维修和技术改造方面的最新科研生产成果和国内外最新发展动向。

刊物的主要栏目：聚焦决策者、研究与开发、检测与维修、动态与综述、技术新视野、市场与信息等。

二、稿件要求

(1)来稿内容应突出市场信息分析的准确性和来源的可靠性，技术内容的先进性、新颖性、实用性。稿件的格式顺序：题目，作者姓名，工作单位、所在省市和邮编，400字左右的中文摘要及3～8个关键词，正文部分(一般包括引言、主体部分、结束语，应写出目的、方法、结果、结论，应分节)，参考文献，作者简介(包括姓名，出生年，性别，学位，职称，研究方向，E-mail)；科技性论文还应加英文篇名、英文的作者单位、英文摘要及英文关键词。文中使用的物理量、单位、符号必须符合中华人民共和国国家标准。

(2)文章行文表达要正确、通顺，引用数据和资料应可靠准确。

(3)文末请附上作者的通信地址、邮编和联系电话。

(4)插图应为计算机制图，做到布局合理、图形清晰、比例适中。

(5)参考文献的著录项目要齐全。

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(《汽车零部件》编辑部)

An AUTOSAR-compliant Deployment and Integration Method for Software ConfigurationRepository of Vehicle Electronic Control System

HAN Hui,JU Yan,OUYNAG Ruochuan,WANG Chao,HE Weimin,ZHANG Xiaoqian,CHEN Long

(Research and Development Center,China FAW Group Corporation, Changchun Jilin 130000,China)

The software complexity of vehicle electronic control system is increasing rapidly. To improve the software reusability for different hardware platforms, AUTOSAR architecture which is created by international major OEMs and suppliers is applied more and more widely.The software design and realization process accord with AUTOSAR architecture must combine with software configuration management. In IBM Rational ClearCase environment, the four bases construction and integration method for vehicle electronic control system software based on AUTOSAR architecture were discussed. The application of this method in projects has proved that this method can be combined with project organization tightly, enhancing development capability for components, improving efficiency of change management.

Software development for vehicle electronic control system; Software reusability; AUTOSAR architecture; Configuration management; ClearCase environment

2015-07-13

韩慧，男，硕士，从事电子控制系统开发。E-mail:hanhui@rdc.faw.com.cn。