精品课第29讲|马勇刚：汽车电子控制单元软件质量如何保障？

“智能网联汽车的发展给汽车企业带来了深远的影响。汽车行业的变革带来了汽车软件的快速发展，但软件及其复杂性的增加带来了质量事故和召回的增加。如何保证汽车电控单元软件的质量？”9月23日晚，在中国汽车报与广州智能网联汽车示范区运营中心联合推出的“2020智能网联汽车精品课程”第29讲中，广州赛宝认证中心技术经理马永刚以“智能网联背景下的汽车软件开发——汽车软件开发过程中的ASPICE标准介绍”为主题，介绍了智能网联汽车电子电气架构和软件的发展，以及如何保证汽车软件质量的思路

汽车电子电气架构的三大趋势

“汽车电子电气架构的发展趋势主要包括整车集中式架构、领域集中式电子电气架构和分布式电子电气架构。”马永刚分别描述了汽车电子和电气架构的三大趋势。

首先是车辆的集中式架构，包括三个特点。一是位置分布代替了传统的功能分布，解决了分布式架构方案的缺点；二是成本方面，ECU数量增加，现有机械结构重新设计生产。第三，软件开发难度加大。

其次，域集中的电子电气架构有两个特点。第一，小控制器不再关注复杂的算法，更关注硬件和驱动；冗余软件的开发大大减少，大量的控制器可以精简。第二，本质还是原来的功能划分，模块之间的壁垒没有被打破，具有很强的硬件绑定特性。

此外，分布式电子和电气架构具有两个特征。第一，功能划分清晰，模块之间严格界定边界，互不干扰。二是传输信号带宽有限，导致资源无法共享，浪费大量计算资源。

马永刚说，汽车软件主要分为四类。一类是安全软件，主要指实现ACC(自适应巡航)/AEB(自动刹车)等ADAS(辅助自动驾驶)功能，为自动驾驶服务的软件；二是联网软件，集成了智能手机的功能，应用于V2X车路协同；三是信息娱乐软件，利用可配置功能进行多屏互动；第四，数据分析软件，功能可以实现从车辆监控到综合数据服务。

汽车软件质量及其解决方案

结合主题，马永刚介绍了1987-2017年制定的国际软件R&D标准和过程模型，IATF16949:2016推荐的方法以及ASPICE和CMMI之间的过程映射。

国际软件研发标准和过程模型，包括ISO(国际标准化组织)/IEC(国际电工委员会)标准、CMMI(能力成熟度模型集成)研究院标准、汽车SIG(汽车技术联盟)标准。

其中，ISO/IEC ISO15288:2002、ISO15288:2008、ISO15288:2015和ISO/IEC15504-7:2008应用于系统工程；ISO/IEC15504-5:2006，ISO TR15504:1998，ISO/IEC15504:2003，ISO/xx:2015，ISO12207:1995，amd 1:2002 & amp；AMD2:2004，ISO12207:2008和ISO12207:2017应用于软件行业；TS16949:1999、TS16949:2002、TS16949:2009、TS16949:1999、IATF16949:2016适用于汽车行业；ISO9000:1987、ISO9000:1994、ISO9000:2000、ISO9000:2008和ISO9000:2015适用于任何行业。

IATF16949:2016推荐的方法最初是为了帮助软件企业管理、改进和开发高质量的软件，也是为了提高汽车电子控制单元(ECU)软件的质量。指定机构是卡内基梅隆大学下属的软件工程研究中心，有欧洲各大汽车厂商参与。该应用程序在行业中很常见。目前，欧洲和北美的主要汽车制造商已经将其应用于供应商选择和检查。

ASPICE的可追溯性和一致性

在解读ASPICE标准时，马永刚解释了SPICE与ASPICE的区别、ASPICE过程评估模型、审核与过程评估、评估指标、过程评估模型、过程属性的可接受评分值、评分实例、ASPICE过程组与过程、工程过程的关系，以及ASPICE的关键概念、可追溯性和一致性。

一个过程评价模型包括两个维度。一个维度由流程参考模型定义的流程提供(流程维度)；第二维度进一步细分为流程属性的能力水平(能力维度)构成；过程属性提供了过程能力的可测量特征。

关于审核和过程评估的区别，马永刚介绍，过程评估主要包括在项目层面关注产品开发；详细的开发流程；按照6个能力等级，没有认证；评估的范围是可选的，包括过程、能力水平、项目和组织单位。审计主要包括全公司端到端的业务流程；更抽象的过程；审核结果为通过和未通过；固定范围。

可接受的过程属性分级值包括未达到目标(N)、部分达到目标(P)、基本达到目标(L)和完全达到目标(F)。

ASPICE的一个关键概念是插件，这意味着顶层包含了所有由系统“V”模型组织的系统工程过程。根据所开发的产品，相应工程领域的特定流程(如硬件工程HWE、机械工程MEE或软件工程瑞典)可加入评估范围。所有其他过程(如管理过程和支持过程)不依赖于领域，因此它们被设计为在系统级和领域级应用。

在ASPICE的可追溯性和一致性中，可追溯性是指工作产品之间存在引用或链接，可以进一步支持覆盖、影响分析、需求实现状态跟踪等等。相反，一致性侧重于内容和语义。此外，双向可追溯性可以明确定义，一方面，在测试用例与测试结果之间；第二个是变更请求和受这些变更请求影响的工作产品之间的关系。

精彩问答

讲座结束后，马永刚还与网友进行了问答互动。记者为读者提取精华。

问:你认为汽车软件可以定义电子和电气架构吗？原因是什么？

答:软件定义了电气和电气架构。我理解是基于用户对智能汽车的实际业务需求。通过软件功能实现，改变现有电子电气系统的聚合模式，实现新的产品功能，满足用户需求。

问:汽车软件质量评估的关键是什么？依据主要基于哪些因素？

答:软件质量的评价可以分为六个方面:功能特性、可靠性、易用性、效率特性、可维护性和可移植性。其中，要考虑功能特性的完备性和正确性；在可靠性方面，应考虑其可用性和失效率，包括初始失效率和意外失效率，以及故障的平均恢复时间等。易用性主要是指易懂、易学、易操作；效率特性主要是输出结果的时间段和代码规模。

问:在Q:ASPICE标准的关键概念中，能否解释一下可追溯性和一致性的意义？

答:汽车软件和汽车电子是安全性很强的产品，所以可追溯性和一致性尤为重要。在工程过程中，在可追溯性基础实践域V模型左侧的过程的受影响的工作输出之间；V模型右侧对应流程域左侧流程的工作输出之间；在V模型右侧的测试用例与测试结果之间；工程过程中的一致性主要用于V模型左侧过程中受影响的工作输出之间；V模型右侧对应流程域左侧流程的工作输出之间；在变更和项目管理的过程中，还需要考虑可追溯性和一致性。

问:Q:ASPICE如何帮助汽车软件的开发？

答:在宏观层面，应该用ASPICE标准来约束企业制定汽车软件开发过程中的一系列规则和要求。在具体层面，要从用户的需求出发，通过需求的分析，剥离，重组，直到我们制定解决方案和架构，再到软件子系统。在整个产品开发过程中，用户的需求可以层层追溯，有助于工程领域的系统开发和软件开发。同样，它也可以支持保证过程，包括质量保证、配置管理、变更管理等。，并为整个R&D进程服务。

编辑:蒙奇“智能网联汽车的发展给汽车企业带来了深远的影响。汽车行业的变革带来了汽车软件的快速发展，但软件及其复杂性的增加带来了质量事故和召回的增加。如何保证汽车电控单元软件的质量？”9月23日晚，在中国汽车报与广州智能网联汽车示范区运营中心联合推出的“2020智能网联汽车精品课程”第29讲中，广州赛宝认证中心技术经理马永刚以“智能网联背景下的汽车软件开发——汽车软件开发过程中的ASPICE标准介绍”为主题，介绍了智能网联汽车电子电气架构和软件的发展，以及如何保证汽车软件质量的思路

汽车电子电气架构的三大趋势

“汽车电子电气架构的发展趋势主要包括整车集中式架构、领域集中式电子电气架构和分布式电子电气架构。”马永刚分别描述了汽车电子和电气架构的三大趋势。

首先是车辆的集中式架构，包括三个特点。一是位置分布代替了传统的功能分布，解决了分布式架构方案的缺点；二是成本方面，ECU数量增加，现有机械结构重新设计生产。第三，软件开发难度加大。

其次，域集中的电子电气架构有两个特点。第一，小控制器不再关注复杂的算法，更关注硬件和驱动；冗余软件的开发大大减少，大量的控制器可以精简。第二，本质还是原来的功能划分，模块之间的壁垒没有被打破，具有很强的硬件绑定特性。

此外，分布式电子和电气架构具有两个特征。第一，功能划分清晰，模块之间严格界定边界，互不干扰。二是传输信号带宽有限，导致资源无法共享，浪费大量计算资源。

马永刚说，汽车软件主要分为四类。一类是安全软件，主要指实现ACC(自适应巡航)/AEB(自动刹车)等ADAS(辅助自动驾驶)功能，为自动驾驶服务的软件；二是联网软件，集成了智能手机的功能，应用于V2X车路协同；三是信息娱乐软件，利用可配置功能进行多屏互动；第四，数据分析软件，功能可以实现从车辆监控到综合数据服务。

汽车软件质量及其解决方案

结合主题，马永刚介绍了1987-2017年制定的国际软件R&D标准和过程模型，IATF16949:2016推荐的方法以及ASPICE和CMMI之间的过程映射。

国际软件研发标准和过程模型，包括ISO(国际标准化组织)/IEC(国际电工委员会)标准、CMMI(能力成熟度模型集成)研究院标准、汽车SIG(汽车技术联盟)标准。

其中，ISO/IEC ISO15288:2002、ISO15288:2008、ISO15288:2015和ISO/IEC15504-7:2008应用于系统工程；ISO/IEC15504-5:2006，ISO TR15504:1998，ISO/IEC15504:2003，ISO/xx:2015，ISO12207:1995，amd 1:2002 & amp；AMD2:2004，ISO12207:2008和ISO12207:2017应用于软件行业；TS16949:1999、TS16949:2002、TS16949:2009、TS16949:1999、IATF16949:2016适用于汽车行业；ISO9000:1987、ISO9000:1994、ISO9000:2000、ISO9000:2008和ISO9000:2015适用于任何行业。

IATF16949:2016推荐的方法最初是为了帮助软件企业管理、改进和开发高质量的软件，也是为了提高汽车电子控制单元(ECU)软件的质量。指定机构是卡内基梅隆大学下属的软件工程研究中心，有欧洲各大汽车厂商参与。该应用程序在行业中很常见。目前，欧洲和北美的主要汽车制造商已经将其应用于供应商选择和检查。

ASPICE的可追溯性和一致性

在解读ASPICE标准时，马永刚解释了SPICE与ASPICE的区别、ASPICE过程评估模型、审核与过程评估、评估指标、过程评估模型、过程属性的可接受评分值、评分实例、ASPICE过程组与过程、工程过程的关系，以及ASPICE的关键概念、可追溯性和一致性。

一个过程评价模型包括两个维度。一个维度由流程参考模型定义的流程提供(流程维度)；第二维度进一步细分为流程属性的能力水平(能力维度)构成；过程属性提供了过程能力的可测量特征。

关于审核和过程评估的区别，马永刚介绍，过程评估主要包括在项目层面关注产品开发；详细的开发流程；按照6个能力等级，没有认证；评估的范围是可选的，包括过程、能力水平、项目和组织单位。审计主要包括全公司端到端的业务流程；更抽象的过程；审核结果为通过和未通过；固定范围。

可接受的过程属性分级值包括未达到目标(N)、部分达到目标(P)、基本达到目标(L)和完全达到目标(F)。

ASPICE的一个关键概念是插件，这意味着顶层包含了所有由系统“V”模型组织的系统工程过程。根据所开发的产品，相应工程领域的特定流程(如硬件工程HWE、机械工程MEE或软件工程瑞典)可加入评估范围。所有其他过程(如管理过程和支持过程)不依赖于领域，因此它们被设计为在系统级和领域级应用。

在ASPICE的可追溯性和一致性中，可追溯性是指工作产品之间存在引用或链接，可以进一步支持覆盖、影响分析、需求实现状态跟踪等等。相反，一致性侧重于内容和语义。此外，双向可追溯性可以明确定义，一方面，在测试用例与测试结果之间；第二个是变更请求和受这些变更请求影响的工作产品之间的关系。

精彩问答

讲座结束后，马永刚还与网友进行了问答互动。记者为读者提取精华。

问:你认为汽车软件可以定义电子和电气架构吗？原因是什么？

答:软件定义了电气和电气架构。我理解是基于用户对智能汽车的实际业务需求。通过软件功能实现，改变现有电子电气系统的聚合模式，实现新的产品功能，满足用户需求。

问:汽车软件质量评估的关键是什么？依据主要基于哪些因素？

答:软件质量的评价可以分为六个方面:功能特性、可靠性、易用性、效率特性、可维护性和可移植性。其中，要考虑功能特性的完备性和正确性；在可靠性方面，应考虑其可用性和失效率，包括初始失效率和意外失效率，以及故障的平均恢复时间等。易用性主要是指易懂、易学、易操作；效率特性主要是输出结果的时间段和代码规模。

问:在Q:ASPICE标准的关键概念中，能否解释一下可追溯性和一致性的意义？

答:汽车软件和汽车电子是安全性很强的产品，所以可追溯性和一致性尤为重要。在工程过程中，在可追溯性基础实践域V模型左侧的过程的受影响的工作输出之间；V模型右侧对应流程域左侧流程的工作输出之间；在V模型右侧的测试用例与测试结果之间；工程过程中的一致性主要用于V模型左侧过程中受影响的工作输出之间；V模型右侧对应流程域左侧流程的工作输出之间；在变更和项目管理的过程中，还需要考虑可追溯性和一致性。

问:Q:ASPICE如何帮助汽车软件的开发？

答:在宏观层面，应该用ASPICE标准来约束企业制定汽车软件开发过程中的一系列规则和要求。在具体层面，要从用户的需求出发，通过需求的分析，剥离，重组，直到我们制定解决方案和架构，再到软件子系统。在整个产品开发过程中，用户的需求可以层层追溯，有助于工程领域的系统开发和软件开发。同样，它也可以支持保证过程，包括质量保证、配置管理、变更管理等。，并为整个R&D进程服务。

编辑:蒙奇

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