AUTOSAR架構(gòu)下，持續(xù)集成CI的最佳實踐

作者 | 明
小編 | 不吃豬頭肉

隨著汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車軟件的復(fù)雜性與日俱增，如何確保軟件開發(fā)的高效性與穩(wěn)定性成為了一個關(guān)鍵問題。為了解決這個問題，許多汽車企業(yè)和供應(yīng)商逐漸引入了AUTOSAR架構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了持續(xù)集成（CI）流程。今天，我們就來探討一下基于AUTOSAR架構(gòu)的CI流程實踐，并通過對流程的詳細(xì)講解，展示其在實際開發(fā)中的重要性和優(yōu)勢。

什么是AUTOSAR架構(gòu)？
首先，AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）是一個開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的汽車電子軟件架構(gòu)。它旨在通過提供一個標(biāo)準(zhǔn)的接口和抽象層，減少復(fù)雜的汽車軟件開發(fā)流程，并提升軟件的可復(fù)用性、模塊化和可維護(hù)性。AUTOSAR架構(gòu)中的核心模塊可以分為應(yīng)用軟件層（ASW）、基礎(chǔ)軟件層（BSW）和運行時環(huán)境（RTE）、微控制器四個層面，它們各自承擔(dān)不同的功能。

為什么要在AUTOSAR架構(gòu)中引入CI？
隨著汽車軟件規(guī)模的日益龐大，軟件開發(fā)的復(fù)雜度也不斷增加，傳統(tǒng)的開發(fā)方式往往難以應(yīng)對復(fù)雜系統(tǒng)的集成挑戰(zhàn)。尤其是在高度模塊化的AUTOSAR架構(gòu)下，軟件的各個層次和模塊相互依賴，任何代碼變更都有可能影響整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此，開發(fā)團隊需要一種高效的機制來快速檢測問題，確保每次代碼修改后的系統(tǒng)都能正常工作。這時，持續(xù)集成（CI）流程的重要性便凸顯出來，它能夠自動化地進(jìn)行代碼集成、測試和反饋，確保軟件的質(zhì)量與穩(wěn)定性。接下來，我們將介紹在AUTOSAR框架中CI實現(xiàn)的詳細(xì)流程。

CI流程簡介

持續(xù)集成（CI）是一種軟件開發(fā)實踐，它強調(diào)開發(fā)者頻繁將代碼集成到共享的代碼庫中，并通過自動化測試和構(gòu)建系統(tǒng)，確保每次集成都能夠得到及時的反饋。那么在本次介紹中的CI在基于AUTOSAR架構(gòu)的軟件開發(fā)中，CI流程不僅僅是一個簡單的自動化工具鏈，而是保證軟件穩(wěn)定性和一致性的關(guān)鍵所在。
雖然硬件在環(huán)（HIL）測試在開發(fā)流程中也扮演著重要角色，但它屬于硬件驗證的范疇，并不包含在CI流程之內(nèi)。因此，本文中的CI流程將專注于軟件層面的集成和測試，不涉及HIL測試部分。
在本次介紹的CI流程實踐中，AUTOSAR框架的測試主要集中在三個部分：

ASW（應(yīng)用層）

這一層主要基于MATLAB模型進(jìn)行開發(fā)，因此在測試過程中，重點是對模型的驗證。在模塊開發(fā)的早期階段，測試的重點是確保模型本身的正確性和穩(wěn)定性。當(dāng)模型測試通過后，該模型模塊會被集成到整個開發(fā)工程中進(jìn)行編譯，以此驗證其與最新代碼層是否兼容，并確保功能正常。這一過程可以保證每個模塊在合入到整體系統(tǒng)前已經(jīng)過充分驗證。

BSW（基礎(chǔ)軟件層）

這里的BSW層指的是通過框架生成軟件自動生成出的代碼，通過AUTOSAR架構(gòu)生成的代碼來實現(xiàn)軟件功能的更新和維護(hù)。每當(dāng)BSW層的代碼更新時，CI流程會自動觸發(fā)項目的整體編譯，從而驗證所有基礎(chǔ)功能在最新更新下的一致性和穩(wěn)定性。這一機制確保了基礎(chǔ)軟件層的變更不會破壞系統(tǒng)的整體功能。

CDD（復(fù)雜設(shè)備驅(qū)動層）

該層主要負(fù)責(zé)復(fù)雜設(shè)備的驅(qū)動程序開發(fā)。CDD層通常涉及手寫代碼，用來滿足客戶的特定需求。每當(dāng)CDD層的代碼更新后，CI系統(tǒng)會自動執(zhí)行代碼分析和驗證，確保新編寫的驅(qū)動程序與系統(tǒng)的其他部分協(xié)調(diào)工作，并符合功能要求。通過這三大模塊的分層測試和自動化驗證，CI流程確保了AUTOSAR架構(gòu)下的軟件在開發(fā)和更新過程中始終保持高效和穩(wěn)定。
下圖展示了一個典型的基于AUTOSAR架構(gòu)的CI流程，通過Jenkins調(diào)度服務(wù)器和Gitlab版本管理工具實現(xiàn)模塊的自動化集成和測試。

基于AUTOSAR架構(gòu)的CI流程實踐
從流程圖中可以看出，整個CI流程主要圍繞ASW模塊變更、BSW模塊變更和CDD模塊變更展開，并且根據(jù)不同模塊的變更類型，分別定義了相應(yīng)的測試和編譯步驟。接下來，我們逐一對各個模塊的CI流程進(jìn)行講解。
1. ASW模塊變更流程
ASW（應(yīng)用軟件）模塊的變更通常是由模型開發(fā)人員和模型測試人員手動觸發(fā)的。當(dāng)ASW模塊發(fā)生變更時，CI流程將執(zhí)行一系列的靜態(tài)和動態(tài)模型測試、代碼生成以及編譯，確保變更后的代碼不會引入新的問題。

靜態(tài)模型測試：使用靜態(tài)模型測試工具（MXAM）導(dǎo)入模型并進(jìn)行測試，確保模型的完整性和正確性。

動態(tài)模型測試：通過動態(tài)模型測試工具（TPT）執(zhí)行測試用例，并生成測試報告上傳到版本管理系統(tǒng)，最后通過郵件通知到對應(yīng)的模型更改人員。

代碼生成：通過MATLAB進(jìn)行模型生成代碼，將其上傳至版本管理系統(tǒng)。

編譯：完成模型生成代碼后，該模型模塊代碼會被集成到整個開發(fā)工程中進(jìn)行編譯，以此驗證其與最新代碼層是否兼容，并確保功能正常。

在ASW模塊的CI流程中，Jenkins服務(wù)器會根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)條件，如代碼提交或配置文件的變化，自動執(zhí)行上述步驟，并將結(jié)果通知給相關(guān)開發(fā)人員。
2. BSW模塊變更流程
BSW（基礎(chǔ)軟件）模塊的觸發(fā)后的執(zhí)行流程相對簡單，通常包括整體工程的編譯以及編譯后的結(jié)果自動上傳，其主要目的是確?；A(chǔ)軟件的功能和性能在各個開發(fā)階段的一致性。

代碼上傳：從拉取最新的代碼，開發(fā)人員根據(jù)變更需求對代碼進(jìn)行調(diào)整并重新上傳。

BSW模塊編譯：從版本管理系統(tǒng)中拉取開發(fā)上傳好的代碼，然后進(jìn)行編譯，最后將編譯結(jié)果傳遞到版本管理系統(tǒng)中，并通知到對應(yīng)的開發(fā)人員。

3. CDD模塊變更流程
CDD（手寫代碼）模塊的變更與測試也在整個CI流程中占據(jù)重要位置。其主要作用是通過靜態(tài)代碼測試和動態(tài)代碼測試來驗證組件的正確性以及組件的合規(guī)情況。

靜態(tài)代碼測試：通過Helix QAC工具對導(dǎo)入的代碼進(jìn)行靜態(tài)分析，檢查代碼的命名規(guī)則和編碼規(guī)范是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

動態(tài)代碼測試：使用VectorCAST工具對組件進(jìn)行動態(tài)測試，并生成測試報告上傳到版本管理系統(tǒng)供開發(fā)人員查看。

編譯：完成模型生成代碼后，該模型模塊代碼會被集成到整個開發(fā)工程中進(jìn)行編譯，以此驗證其與最新代碼層是否兼容，并確保功能正常。

在CDD模塊的CI流程中，Jenkins服務(wù)器會根據(jù)預(yù)定的觸發(fā)條件，如代碼提交或配置文件的變化，自動執(zhí)行上述步驟，并將結(jié)果通知給相關(guān)開發(fā)人員。

基于AUTOSAR的CI流程優(yōu)勢
通過上述流程的詳細(xì)解讀，我們可以看出基于AUTOSAR架構(gòu)的CI流程具有以下幾個顯著的優(yōu)勢：

自動化測試與集成：通過Jenkins服務(wù)器自動執(zhí)行代碼的集成、測試和發(fā)布流程，減少了開發(fā)人員和測試人員的手動操作，提高了開發(fā)效率。

代碼質(zhì)量保證：靜態(tài)代碼分析和動態(tài)測試用例的自動化執(zhí)行，確保了代碼的規(guī)范性和正確性，極大地降低了潛在的代碼缺陷風(fēng)險。

及時反饋機制：CI流程中的每個步驟都伴隨著詳細(xì)的報告生成與郵件通知，使得開發(fā)人員能夠及時獲取變更結(jié)果，快速進(jìn)行問題定位和修復(fù)。

固定的文件結(jié)構(gòu)：由于AUTOSAR架構(gòu)中的文件結(jié)構(gòu)是固定和標(biāo)準(zhǔn)化的，CI鏈路能夠很好地利用這一特點，實現(xiàn)高效的集成和自動化測試。這種標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)使得代碼的組織和管理更加一致，有助于CI流程的自動化處理，進(jìn)一步提升了集成效率并減少了出錯的可能性。

實踐中的挑戰(zhàn)與建議
雖然基于AUTOSAR架構(gòu)的CI流程在實際應(yīng)用中展示了極大的優(yōu)越性，但在實施過程中也可能會遇到一些挑戰(zhàn)：

工具鏈集成復(fù)雜：由于AUTOSAR涉及多個不同的工具，如MXAM、HeliX QAC、TPT、VectorCAST等，工具鏈的集成和維護(hù)需要耗費較多精力。建議企業(yè)在實施過程中設(shè)立專門的CI工具鏈維護(hù)團隊或讓供應(yīng)商進(jìn)行鏈路搭建，后續(xù)可以通過內(nèi)部人員進(jìn)行維護(hù)，確保工具鏈的高效運轉(zhuǎn)。

團隊協(xié)作要求高：CI流程的順利實施需要開發(fā)、測試、運維等多方團隊的緊密協(xié)作，因此在實踐中應(yīng)加強團隊之間的溝通與協(xié)同，定期進(jìn)行流程優(yōu)化與改進(jìn)。

結(jié)語
基于AUTOSAR架構(gòu)的CI流程是汽車軟件開發(fā)中不可或缺的一環(huán)。它通過自動化的集成與測試，保證了軟件的高質(zhì)量和穩(wěn)定性。在未來，隨著汽車智能化和自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，CI流程的重要性將愈發(fā)凸顯。因此，持續(xù)優(yōu)化和完善CI流程，是每個從事汽車軟件開發(fā)的企業(yè)都需要高度重視的問題。
通過這次流程的實踐介紹，相信大家對基于AUTOSAR的CI流程有了更加清晰的認(rèn)識。希望本文能夠為正在或即將實施CI流程的企業(yè)和團隊提供有益的參考與啟發(fā)。北匯信息已為國內(nèi)汽車客戶提供相應(yīng)的服務(wù)內(nèi)容，歡迎垂詢！