SOA汽車軟件開發(fā)和部署步驟及接口描述語言轉(zhuǎn)換方案

SOA架構(gòu)盛行

隨著汽車新四化的推進(jìn)，汽車整車廠在實現(xiàn)車輛網(wǎng)聯(lián)、自動駕駛和數(shù)據(jù)驅(qū)動的同時，更要在滿足用戶體驗和基本服務(wù)的基礎(chǔ)上快速響應(yīng)客戶的個性化需求，為更好地解決這些新的挑戰(zhàn)，整車廠引入了高性能的芯片、突破性的技術(shù)產(chǎn)品，同時傳統(tǒng)的EE架構(gòu)也需要變革，SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）成為大多整車廠響應(yīng)市場需求的首選架構(gòu)。SOA架構(gòu)的主要優(yōu)勢是可以在很大程度上實現(xiàn)分布式系統(tǒng)軟件模塊間的解耦，通過軟件升級OTA可以更方便靈活地將服務(wù)實體部署在任意的域控制器上，服務(wù)之間只需通過簡單、精確定義的接口進(jìn)行通訊，不涉及底層編程接口和通訊模型。而且對于ECU的版本更新、信號庫更新、代碼修改等過程更加簡便和靈活。簡化了注冊服務(wù)與調(diào)用API，節(jié)約了時間成本，提高系統(tǒng)的健壯性和擴(kuò)展性。 ? ? ? ? ?

SOA開發(fā)和部署步驟

設(shè)計和部署一個SOA汽車軟件大概可分為以下幾個步驟: ?

圖1? SOA開發(fā)部署步驟

服務(wù)接口開發(fā)階段往往需要挑選有固定規(guī)則、邏輯性強(qiáng)，又有大量高度重復(fù)的場景進(jìn)行測試驗證，為了快速進(jìn)行驗證，架構(gòu)工程師通常會以IDL(接口描述語言)來做服務(wù)定義描述，作為開發(fā)鏈路上后續(xù)工作開展的輸入，業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)階段以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行服務(wù)實現(xiàn)。 ? 市面上的IDL語言非常多，例如FIDL、Protobuf、vCDL、ARXML、OMG IDL、CANoe FDX等。測試人員對于各種IDL的語法規(guī)則需要零基礎(chǔ)開始學(xué)習(xí)，在轉(zhuǎn)換過程中相應(yīng)的操作也比較復(fù)雜、繁瑣，同時出錯率也很高。 ? 如果軟件的架構(gòu)采用了SOA，對系統(tǒng)中的功能進(jìn)行了服務(wù)化，在前期技術(shù)選型，清單定義、架構(gòu)設(shè)計以及中期的業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)階段都會碰到諸如以下的幾種場景。 ? ? ?

場景一

架構(gòu)人員在使用PREEvision Adaptive AUTOSAR進(jìn)行系統(tǒng)建模、定義服務(wù)相關(guān)SWC后，通常會導(dǎo)出不同類型的ARXML，該文件定義了各服務(wù)接口、數(shù)據(jù)類型、參數(shù)引用等，這些AP ARXML可導(dǎo)入到CANoe中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)仿真和監(jiān)控以太網(wǎng)通信，也支持導(dǎo)入DaVinci IDE生成代碼，配合DaVinci進(jìn)行開發(fā)。但是這個建模過程短期內(nèi)無法完成，需要不停地溝通協(xié)調(diào)，考慮便捷性，在溝通過程中相關(guān)方會以Excel作為溝通輸入，最終會將這些Excel中的配置信息再轉(zhuǎn)換為ARXML導(dǎo)入到相關(guān)的工具中進(jìn)行驗證。

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圖2-1? 接口和數(shù)據(jù)類型定義Excel

圖2-2? 接口和數(shù)據(jù)類型定義Excel ?

如上圖簡單示例，其中結(jié)構(gòu)體引用，數(shù)據(jù)類型等信息容易出錯，時常需要反復(fù)修改后再重新轉(zhuǎn)換為ARXML，這個過程費(fèi)時費(fèi)力，從效率角度來說也影響了軟件的開發(fā)進(jìn)度。 ? ? ?

場景2

以太網(wǎng)測試（以SOME/IP為例）時，開發(fā)人員輸出的是Excel，測試人員需要再把Excel轉(zhuǎn)成測試軟件可以支持的文件格式，如vCDL，此環(huán)節(jié)工作量極大，正確率也無法保證。

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圖3-1? 以太網(wǎng)測試接口定義Excel??

圖3-2? 以太網(wǎng)測試接口定義Excel? ? ??

場景3

開發(fā)人員在使用DaVinci做架構(gòu)設(shè)計時，為了加快開發(fā)周期，通常情況下會先使用Excel做模板，在Excel中填入接口信息、數(shù)據(jù)類型、SWC定義、SWC與接口關(guān)系等信息，然后再由模塊責(zé)任人把Excel中的數(shù)據(jù)在DaVinci Developer中做相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)配置和連線關(guān)聯(lián)，整個過程出錯概率高并且重復(fù)性高，需要有工具能依據(jù)Excel模板文件自動生成ARXML文件，實現(xiàn)SWC的轉(zhuǎn)換及接口與SWC結(jié)合工作，用以提高設(shè)計效率。

場景4

在SOA架構(gòu)中，中間件技術(shù)的應(yīng)用使得應(yīng)用軟件與底層的操作系統(tǒng)和硬件實現(xiàn)了解耦，我們可以使用 SIL （Software in loop） 技術(shù)在系統(tǒng)開發(fā)早期對系 統(tǒng)進(jìn)行功能驗證。SIL 測試的一個重要環(huán)節(jié)是 SIL Adapter 開發(fā)。SIL Adapter 實現(xiàn)了測試系統(tǒng)對被測服務(wù)實現(xiàn)的調(diào)用。針對各個服務(wù)接口的 SIL Adapter代碼結(jié)構(gòu)是相同的，只是接口參數(shù)數(shù)量、名稱、類型方面有少量代碼差異，整個過程重復(fù)性也較高，需要有工具能自動將架構(gòu)設(shè)計產(chǎn)出的FIDL、XML、ARXML等文件自動轉(zhuǎn)化為C++等代碼，同時能根據(jù)文件中的描述/備注等內(nèi)容自動生成插樁代碼，這將縮短驗證周期。

場景5

SOA架構(gòu)設(shè)計、測試驗證等階段，工程師在使用相關(guān)工具軟件時，會使用許多配置文件作為輸入或輸出文件，但是鑒于使用的工具眾多，且文件格式之間的標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，所使用的各個開發(fā)工具及測試工具也并不能支持所有的格式，所以各個工具間的串聯(lián)并不流暢，影響工程師的工作效率，需要有工具能自動將這些不同格式的文件進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換以實現(xiàn)工具的高效串聯(lián)。

場景6

測試用例通常是在Doors或Polarion中管理，測試用例中的測試步驟或測試標(biāo)準(zhǔn)正常是以自然語言的方式描述，在測試執(zhí)行過程中軟件無法識別這些描述性語言，測試人員需要先將這些自然語言轉(zhuǎn)換為腳本文件，再把測試腳本放到測試工程中執(zhí)行，在測試用例較多的時候這個工作量將會非常龐大，需要有工具能集成相關(guān)用例管理軟件，將測試用例能自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的測試軟件的腳本文件，在提高效率的同時減少出錯機(jī)率。

場景7

SOA測試開發(fā)過程大體上需要進(jìn)行以下幾個步驟：

1.測試規(guī)范開發(fā)：基于需求規(guī)范和測試經(jīng)驗及對實現(xiàn)方案的理解，完成測試規(guī)范的開發(fā)。

2.SOA-HIL 測試系統(tǒng)需求分析和測試系統(tǒng)開發(fā)：被測對象的引腳和資源定義，HIL硬件及測試軟件運(yùn)行環(huán)境搭建。

3.測試工程開發(fā)：開發(fā)測試工程，實現(xiàn)測試規(guī)范所定義的測試內(nèi)容的自動化/半自動化測試。

4.仿真模型開發(fā)：開發(fā)仿真模型，與待測節(jié)點(diǎn)建立接口交互。

5.測試環(huán)境集成調(diào)試與測試執(zhí)行：針對某一具體被測對象進(jìn)行測試環(huán)境搭建、工程集成調(diào)試與測試執(zhí)行。

以上各個步驟中所需的輸入物類型較多，如：SOA功能的需求規(guī)范、服務(wù)接口規(guī)范，資源定義文件，測試范圍定義，ARXML 等類型數(shù)據(jù)庫文件，測試系統(tǒng)第三方編程腳本，測試規(guī)范，通信數(shù)據(jù)庫，通信矩陣文件，被測節(jié)點(diǎn)交互數(shù)據(jù)格式定義等，需要有工具能夠按測試項目進(jìn)行統(tǒng)一分類管理，同時能夠支持相關(guān)輸入物間進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果能夠便捷地加載到相關(guān)的測試軟件中或能夠通過網(wǎng)絡(luò)自動上傳到配置庫的對應(yīng)位置下方便后續(xù)操作。

場景8

目前SOA架構(gòu)軟件普遍采用敏捷開發(fā)方式進(jìn)行管理，軟件版本的高頻迭代極大考驗了測試人員工作量和自動化測試能力，目前大多整車廠和零部件供應(yīng)商基本上已在進(jìn)行或正在研案持續(xù)集成測試方案來解決這一問題。

如下圖所示，隨著SOA架構(gòu)的盛行，輸入物或規(guī)范文件已經(jīng)出現(xiàn)了多樣化，但是持續(xù)集成測試推進(jìn)的前提條件是需要預(yù)先將這些測試軟件不可識別的接口文件或用例文件轉(zhuǎn)換為符合測試軟件定義的規(guī)范腳本，并且能夠與相關(guān)的工具進(jìn)行集成自動轉(zhuǎn)換。

圖4? 持續(xù)集成測試文件轉(zhuǎn)換需求示意圖? ? ??

為什么需要接口描述語言轉(zhuǎn)換

以上幾個場景都需要測試人員手動錄入或轉(zhuǎn)換后才能繼續(xù)推動項目進(jìn)度，此環(huán)節(jié)尤為關(guān)鍵，但往往轉(zhuǎn)換周期較長，且該工作耗時又費(fèi)力，出錯率也較高，導(dǎo)致經(jīng)常返工，這些問題一直困擾著的開發(fā)/測試人員。 ? ? ? ? ? ?

PAVELINK.

SOA-Converter介紹

針對以上問題，北匯信息開發(fā)出了接口描述語言轉(zhuǎn)換工具——PAVELINK.SOA-Converter。 ? PAVELINK.SOA-Converter是一個基于Eclipse開發(fā)的IDL轉(zhuǎn)換工具?？蓪崿F(xiàn)對常用IDL語言的批量轉(zhuǎn)換（FIDL、OMG IDL、Protobuf、vCDL、CANoe FDX、ARXML等），例如FIDL轉(zhuǎn)CANoe FDX，F(xiàn)IDL與Protobuf互轉(zhuǎn)，同時也支持直接通過Protobuf轉(zhuǎn)換CANoe FDX等便捷的轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)換前可根據(jù)用戶需求自定義輸出目錄、是否忽略注釋信息、是否批量轉(zhuǎn)換、是否轉(zhuǎn)換為多個文件等配置。 ? PAVELINK.SOA-Converter結(jié)合測試代理引擎進(jìn)行自動化回歸測試，可以解決整個鏈路的溝通問題并縮短測試驗證的時間。 ? 用戶通用使用PAVELINK.SOA-Converter實現(xiàn)對文件的快速轉(zhuǎn)換，相較于人工轉(zhuǎn)換，不但很大程度上節(jié)約了時間成本，而且保障了轉(zhuǎn)換的正確率，提高了開發(fā)測試的進(jìn)度，同時有效降低了維護(hù)的成本。 ?

圖5? PAVELINK.SOA-Converter工作示意圖 ? ? ?

主要功能如下

???接口語言腳換器: 通過接口語言轉(zhuǎn)換實現(xiàn)基于SOA架構(gòu)的軟件設(shè)計開發(fā)過程中各工具鏈間的連通。

???接口語言編輯器: 通過搭建多個接口語言集中一站式編輯環(huán)境，可以實現(xiàn)對接口文件的二次編輯轉(zhuǎn)換，同時實現(xiàn)語法校驗、關(guān)鍵字提示和補(bǔ)全等功能。

???命令行轉(zhuǎn)換器: 提供無頭(headless)跨平臺的命令行工具，支持命令行調(diào)用轉(zhuǎn)換功能。

???配置庫集成: 集成配置庫，自動同步文件，更新提醒，當(dāng)有源文件更新后實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換為目標(biāo)文件。

???開放調(diào)用接口: 通過文件流監(jiān)聽方式與外部工具集成，為自動化測試提供便利。

???插件靈活拓展: 通過插件的靈活拓展，快速實現(xiàn)新的腳本語言轉(zhuǎn)換。

?? SOA通信方案拓展: 通過對接口描述語言的解讀，自動轉(zhuǎn)換為服務(wù)端(Skeleton)和客戶端(Proxy)框架代碼等。

PAVELINK.

SOA-Converter使用說明

PAVELINK.SOA-Converter的使用操作十分便捷，在Eclipse中只需要點(diǎn)擊鼠標(biāo)，或者使用簡單的命令即可完成轉(zhuǎn)換工作。 ? ?

PAVELINK

Eclipse 插件轉(zhuǎn)換

在Eclipse中安裝好插件，選擇文件后右擊->SOA-Converter->選擇需要轉(zhuǎn)換的格式類型即可。

圖6? PAVELINK.SOA-Converter圖形化示意圖

PAVELINK

命令行轉(zhuǎn)換

也可以通過命令執(zhí)行轉(zhuǎn)換。

常用參數(shù)說明：

[-sf]指定轉(zhuǎn)換的源文件類型。 [-tf]指定轉(zhuǎn)換后生成的文件類型。 [-sp]指定需要轉(zhuǎn)換的文件或位置。 [-d]指定轉(zhuǎn)換后文件輸出位置。 [-dv]忽略版本校驗。 ?

圖7? PAVELINK.SOA-Converter命令行示意圖 ? ?

PAVELINK

示例說明

某OEM 基于SOA架構(gòu)的服務(wù)接口測試項目，使用PAVELINK.SOA-Converter實現(xiàn)FIDL轉(zhuǎn)CANoe系統(tǒng)變量XML，簡化測試驗證過程。

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圖8? FIDL轉(zhuǎn)CANoe系統(tǒng)變量示例

轉(zhuǎn)換完成后，按步驟在CANoe中直接導(dǎo)入轉(zhuǎn)換后的XML文件即可，如下圖。

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圖9? 轉(zhuǎn)換后的系統(tǒng)變量XML文件導(dǎo)入CANoe軟件示例

CCU域控制器的測試規(guī)范、腳本開發(fā)及測試服務(wù)，使用PAVELINK.SOA-Converter實現(xiàn)FIDL轉(zhuǎn)SOA功能實現(xiàn)服務(wù)端和客戶端C++代碼示例。

圖10? SOA通信實現(xiàn)節(jié)點(diǎn)示意圖

如上圖所示，調(diào)用PAVELINK.SOA-Converter轉(zhuǎn)換PREEvision等設(shè)計工具輸出的服務(wù)接口文件，生成對應(yīng)的Proxy、Skeleton、Stub代碼。 ?

圖11? 服務(wù)接口文件轉(zhuǎn)換C++示例圖

某供應(yīng)商網(wǎng)聯(lián)類控制器SOA功能規(guī)范測試開發(fā)項目，使用PAVELINK.SOA-Converter實現(xiàn)Excel轉(zhuǎn)ARXML，接口和SWC關(guān)聯(lián)示例

圖12? Excel模板示意圖

轉(zhuǎn)換后ARXML內(nèi)容如下：

圖13? ARXML截圖示意

編輯：黃飛