软件定义的边缘架构用于连网车辆 架构博客

软定义边缘架构提升联网车辆功能

关键要点

为了在日益将交通视为服务的市场中保持竞争力，车辆的功能和移动应用需要不断改善并提供更高价值。类似于物联网和智能手机的快速迭代过程，联网车辆也需要不断进步。

车辆制造商和车队运营商正在积极应对这一变化，利用数据来指导和运营他们的业务，并采用软件定义的车辆功能。与此同时，保险供应商也在向基于使用量的保险形式转型，保险费率根据客户的风险特征而非一般人群进行调整。远程信息处理服务提供商也在扩展他们的服务项目，包括基于机器学习ML的功能，例如驾驶指导、合规性和预测性维护。租车公司正在开发为用户提供个性化车内体验的应用程序。

所有这些功能都依赖于车载数据的收集和处理，将车辆逐步转变为全面智能的设备。为了满足这些需求，您可以采用使用微服务、容器和声明式应用程序接口API的云原生架构。本文将探讨AWS与Luxoft共同开发的系统架构，以帮助客户减少摩擦并加速边缘应用的开发、部署和运营，使车辆成为智能设备。

软定义边缘

软件在车辆功能中的重要性日益增加。现代汽车的大约70至100个电子控制单元ECU控制着引擎、变速器、暖通空调系统、自动刹车系统ABS、车身和安全气囊等核心功能。随着信息娱乐系统、自动驾驶和高级驾驶辅助系统ADAS等新功能的引入，现代汽车使用的代码量大约达到1亿行，并且这一数字还在快速增长。ECU和软件的复杂度导致了应用程序在不同硬件平台上的可移植性问题，应用软件必须与操作环境相匹配，否则将很难实现。

随着这种复杂性及其无数集成点和通信接口的增加，应用程序往往必须在每个硬件平台上重新开发、定制或至少进行交叉编译，这通常需要耗时的集成开发和测试周期，以适应每种新设备。因此，执行机器学习和其他数据驱动工作负载的边缘应用程序，往往无法满足消费者的期望。

对于软件定义车辆SDVs，开发进度依赖于软件应用程序的重用与重部署。当目标硬件与处理环境不是以通用的方式设计时，软件的重用就面临挑战。因此，在开发SDV时，首要一步是解决车辆边缘面临的挑战，即与外部连接的车辆设备的挑战。

系统架构

为解决创建可重用的软件和应用程序所面临的挑战，我们与AWS合作伙伴DXC Luxoft共同创建了一种端到端的系统架构。下图展示了使用软定义的移动设备在车辆边缘连接多种硬件部件的架构。

接下来，我们分步探讨这一架构。

工作原理

这一技术栈抽象了使用的具体硬件，提供了一个通用的运行环境，可以部署到基于ARM处理器的ARM System Ready固件的设备上，包括Amazon EC2 Graviton实例。

该架构使用以下组成部分：

我们将此技术栈与AWS IoT Greengrass V2及一个基于容器的AWS IoT FleetWise边缘代理相结合，后者已被修改为首先发布到本地代理，以允许预处理和后处理。这使得通过AWS IoT FleetWise收集的数据可以供运行在设备上的其他应用程序容器使用。预处理和后处理容器将消息和数据准备供其他边缘应用程序使用，或者与云服务交换，并将随架构的源代码提供。

好处

由于该架构基于容器并且抽象了硬件，应用程序的部署和更新变得更加高效。由于Amazon EC2 Graviton实例基于ARM架构，您可以在连续集成和持续部署CI/CD管道的一部分中部署特定的AMI和配置，包含该架构的技术栈。这意味着您可以完全在云中开发新的应用程序和服务，在云中使用相同的二进制文件和容器进行测试，然后再将其部署到硬件组件上。这可以通过自动化节省数周到数月的开发和验证时间。使用基于ARM的系统，云原生开发和测试策略的应用减少了对硬件测试设备的需求，使得新的收入来源和客户体验得以快速推向市场，以满足当前的需求。

结论

通过这一架构，您可以向一种或多种车辆设备平台开发和交付新的边缘处理应用程序。您还可以开发、测试和部署专门构建的边缘计算应用程序，作为容器化的AWS IoT Greengrass V2组件，包括基于使用量的保险、空中更新代理和驾驶分心监控等应用。

依靠该架构，价值也可以快速提升，通过开发AWS IoT FleetWise的data campaigns，针对特定的数据，以实现消费者、运营商或车队管理者的商业价值，比如车辆电池电量或健康指标。

如果您有兴趣创建或参与一个可以促进边缘应用在多种硬件组件上快速开发和部署的通用架构，请联系联网车辆技术战略负责人James Simon 或AWS合作伙伴DXC Luxoft进行现场演示或启动概念验证。

James Simon

James Simon是AWS汽车业务单位的联网车辆平台技术战略负责人，自2021年10月以来一直任职于AWS。自加入以来，他一直专注于我们的联网移动解决方案和针对联网车辆应用的软定义车辆实施。