从厨房到餐桌：理解汽车软件中的RTE

作者 | 山丘

出品 | 焉知汽车

在餐厅的运营中，厨房团队承担着食材处理、餐具清洗等基础工作，如同汽车软件架构里的基础软件层（BSW），是整个系统的根基。前台服务员直接与顾客互动，提供点餐、上菜等服务，这对应着应用软件层（ASW），直接面向用户提供功能体验。而在厨房与前台之间，有一位协调员，确保订单准确传达、菜品及时送达，他就像汽车软件开发里运行时环境（RTE），处于 BSW 和 ASW 之间，负责协调二者的运作 。

图1 – 点餐

01、连接一切的协调员-RTE

RTE 在汽车软件开发中扮演着举足轻重的角色，其重要性等同于餐厅里的协调员。从位置上看，它处于 BSW 和 ASW 之间，是连接底层硬件相关的基础软件与上层面向用户功能的应用软件的桥梁。

图2 – 运行环境RTE

从职责来讲，它的主要任务包括实现通信接口、激活可运行实体以及维护数据一致性。在通信接口实现方面，RTE 通过标准化的 API 接口，让 ASW 能够便捷地向 BSW 传达需求，就像餐厅里服务员通过规范的下单流程，把顾客的需求准确告知厨房。举例来说，当汽车需要实现自动泊车功能时，ASW 中的自动泊车软件模块通过 RTE 提供的 API 接口，向 BSW 中的相关模块请求获取车辆当前位置、周围环境感知等数据，RTE 保障了这一数据请求传输的准确性和高效性。

在激活可运行实体方面，RTE 就像一个指挥家，根据系统的运行逻辑和任务需求，合理地激活汽车软件中的各个可运行实体。比如在车辆启动过程中，RTE 会按照既定顺序，依次激活与发动机启动、仪表盘自检、安全系统初始化等相关的软件实体，确保整个启动流程有条不紊地进行。

维护数据一致性也是 RTE 的关键职责。在汽车行驶过程中，多个软件模块会同时对车辆状态数据进行读取和处理，RTE 要保证这些数据在不同模块间的一致性。例如，车辆的速度数据，无论是仪表盘显示模块、自适应巡航控制模块还是导航系统模块获取到的数据都应该是一致的，RTE 通过一系列的数据同步和管理机制来达成这一目标。若没有 RTE 维护数据一致性，可能会出现仪表盘显示车速与实际车速不符，或者自适应巡航控制因数据错误而出现异常等严重问题。

总之，RTE 对于汽车软件系统的稳定运行和高效协作至关重要，它让各个软件模块能够在各自独立的同时又紧密配合，共同支撑起汽车复杂的功能体系。

02、生成 RTE 的过程

要让一家餐厅在激烈的市场竞争中脱颖而出，除了拥有优秀的厨房团队和热情周到的服务员外，还需要一份精心设计、独具特色的菜单。这份菜单，不仅要满足不同顾客的口味需求，还要兼顾成本控制和厨房的实际制作能力。在汽车软件开发中，RTE通常是通过专用的工具链自动生成的，生成 RTE 的过程就如同精心制定这份个性化菜单一样重要。这一过程主要分为两个关键阶段：合约阶段和生成阶段。

图3 – RTE Generation文件流

合约阶段

在餐厅运营中，精心设计的菜单是吸引顾客和服务有序进行的关键。同样，在汽车软件开发中，RTE的合约阶段就像制定这份菜单的过程。厨师团队依据季节食材、顾客反馈和市场趋势确定每道菜品的详细信息；而在RTE的合约阶段，则为每个应用软件组件（ASW）生成特定的头文件。这些头文件定义了API函数，如同菜单标注了每道菜品的服务内容。

服务员根据详细的菜单说明向顾客推荐合适的菜品，比如素食选项。类似地，汽车软件中的ASW组件通过头文件了解如何调用底层服务，如多媒体播放组件通过音频驱动模块实现音乐播放功能，确保与底层服务的交互准确无误。

生成阶段

接到顾客订单后，厨房会根据所点菜品挑选合适食材并进行烹饪准备，这类似于RTE的生成阶段。RTE根据ECU的具体配置生成相应的代码，就如同厨师依据菜品需求选取食材一样。例如，对于“宫保鸡丁”，厨师会选择新鲜的鸡肉和其他配料；在汽车软件中，RTE则根据ECU的硬件资源合理分配代码资源，确保高效利用而不浪费。

厨师运用不同的烹饪技巧制作菜肴，如大火快炒“宫保鸡丁”或小火慢炖“红烧肉”。RTE在生成代码时也会针对不同功能需求采用相应算法和逻辑。例如，实时路况监测需要快速处理大量数据，而安全系统则更注重稳定性和可靠性。最终，生成的代码经过整合优化，确保所有组件无缝集成协同工作，提供从智能驾驶辅助到车内娱乐系统的多种功能，提升用户的驾驶体验。

03 、实践经验分享

在实际的汽车软件开发过程中，我们犹如在波涛汹涌的大海中航行的船只，遇到了许多挑战，同时也积累了大量宝贵的经验。在性能优化方面，我们需要不断地对 RTE 的设计进行精细调整。随着汽车软件功能的越来越复杂，系统负载也不断增加，如何确保 RTE 在高负载情况下依然能保持良好的响应速度，成为了我们面临的一大难题。

通信协议与资源分配

我们通过优化通信协议、合理分配系统资源等方式，不断提升 RTE 的性能表现。例如，采用高效的数据传输算法，减少数据传输的延迟；优化内存管理策略，提高内存的利用率，避免内存泄漏和碎片化问题。

错误处理机制

在汽车软件运行过程中，难免会出现各种意想不到的错误，如硬件故障、软件冲突等。一套完善的错误处理机制，就像船上的救生设备，能够帮助我们在遇到问题时迅速定位问题根源，并采取有效的解决措施。我们通过设置错误码、日志记录等方式，实现了对错误的快速捕获和分析，大大提高了系统的稳定性和可靠性。

人与人

说到底还是人与人配合设计的系统，所以团队协作是不容忽视的关键因素。RTE 涉及多个部门的工作，包括软件开发、硬件设计、测试验证等，跨部门之间的有效沟通和协作就显得尤为重要。只有各个部门紧密合作，形成一个有机的整体，才能确保整个项目的顺利推进。我们通过建立定期的沟通会议、共享项目文档等方式，加强了部门之间的信息交流和协同工作，提高了项目的执行效率。