整車嵌入式軟件設計預防探討

李嘉如 聶盛明 陳海東

（廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

一、整車嵌入式軟件開發的質量管控

在當前整車軟件開發中，對整車軟件開發質量要求越來越高，從而高效提升整車軟件開發質量十分必要。在整車軟件開發過程中，為能夠在保持整車開發效率的同時使軟件的性能滿足需求，需要充分重視汽車軟件開發質量，使得整車在軟件開發過程中具有更理想的基礎與制度保障。

（一）整車軟件開發的過程

一般整車廠的整車產品開發流程大致可以劃分為七個階段，如圖1所示，分別為：項目預研階段、項目立項批準階段、產品概念設計階段、產品詳細設計階段、產品階設計驗階段、產品認證階段、證生產準備階段、量產支持與項目總結階段。

目前，整車軟件系統開發主流按照 V流程進行，其中主要以ASPICE管理方法為主，如圖2所示。主要分為ENG1～10個步驟，以市場配置需求為開發源頭，通過整車功能場景、子系統設計方案、零部件功能、零部件性能及設計方案等最終形成ECU的軟件和硬件的功能規范規范，作為 整車廠的需求輸出給零部件供應商進行功能實現及代碼生成，再經過從零部件級、系統功能級到整車配置功能級的一系列測試，即硬件在環測試、軟硬件功能集成測試、零件臺架測試、整車性能標定和實車功能測試等。

（二）整車開發過程的質量管控

在整車產品開發過程中，項目過程質量管控主要依靠項目開發過程的設計文檔、設計規范等交付物進行管控。因此，一般整車廠在整車開發的七個階段相應設立7個閥門，并對每個階段的交付物進行評價管控，作為閥門通過的標準。

對各重大節點所要求的關鍵質量要素及相應的交付物進行評審。評審通過則閥門開啟，項目可進入到下一階段；評審不通過則閥門關閉，各關聯部門需就評審出現的問題、缺陷制定相應整改計劃并在規定時間內實施整改，并重新組織質量閥評審活動直至評審通過。

實際上，通用整車開發項目中的交付物評審不僅在質量閥評審節點進行，而是貫穿于所有里程碑節點。對于開發過程中的每個里程碑節點所需提供的交付物，都各自定義了一張交付物清單，該清單中明確了交付物、責任部門、客戶部門以及開始和結束時間

（三）嵌入式軟件開發的質量管控

根據軟件V模型開發流程及ASPICE管理方法，細化到ASPICE每個開發階段重點交付物進行重點管控，如圖1所示。依據軟件開發的要求及實際需求，對軟件開發方式及手段進行合理選擇，從而使軟件開發方式能夠符合軟件開發的實際需求及要求，也就能夠使軟件開發工作更好地開展，保證開發出的軟件能夠得以有效應用，也就使軟件開發質量得以保障。結合整車開發的質量管控交付物及軟硬件開發的重點交付物，

可以得出嵌入式軟件在整車項目開發的中的重點交付物，共16項。

二、軟件開發過程的設計預防管控

本文以A公司為背景，根據A公司24個整車開發項目中發現的430個重點嵌入式軟件設計問題進行分析。每個問題都從發生對策、流出對策、零件的開發范圍這三個維度進行深入分析，問題的對策需要落實到整車開發交付物中進行徹底的規避，從而能使下個車型在開發中能夠提前識別相關風險，起到進行設計預防的作用。

（一）從問題發生對策落實的交付文件進行分類

對重點問題的對策落實交付文件進行分類見下圖3，可以看見占比最多的前三項分別是DFMAE、零件功能規范及系統設計方案，分別占比42.92%、20.92%與8.28%。

1.DFMAE：隨著目前汽車軟件的功能需求越來越多，產品迭代要求越來越快，部分軟件是與芯片供應商同步開發，芯片內部的一些底層BUG就會導致整車的功能失效，所以根據DFMAE增加軟件失效兜底方案、進行設計冗余、提高軟件的魯棒性是十分必要。

2.功能規范：根據零件的需求轉換為零件設計輸入，主要對軟件以及整車的功能實現及交互接口進行定義，是軟件功能的基本準則。

3.系統設計方案：由于汽車每個系統都由多個軟件交互實現，系統中每個零件對于系統實現所需要的要求與限制都要在系統設計方案中明確；

（二）從問題流出對策落實的交互文件進行分類

從圖1整車軟件系統開發V流程圖中可以看出整車軟件測試分為軟硬件功能測試、供應商零部件功能測試、零件臺架功能測試、車輛功能評價測試、整車驗收測試，對重點問題流出對策落實的交互文件進行分類，其中零件臺架功能測試用例、供應商零部件功能測試、整車驗收測試用例占比最多，分別是56.23%、26.18%、16.23%。豐富零部件臺架測試用例極為重要。

（三）從零件的開發范圍進行分類

對重點問題的零件開發范圍進行分類，77.91%的零件新平臺的零件，22.09%的是沿用修改的零件。由此可見，大部分的問題都是出現在全新平臺上，對于新平臺的嵌入式軟件零件需要重點管控。

三、結論

通過對多個項目的整車開發中的重點嵌入式軟件設計問題進行分析，可以得出快速有效的進行整車嵌入式軟件開發，確保軟件的開發質量，對嵌入式軟件零件的開發問題進行設計預防改善，需要做到：

（一）在新車型開發中需要對新平臺的嵌入式軟件進行重點管控；

（二）在整車開發過程中，需要對嵌入式軟件零件的DFMAE、功能規范、系統設計方案三個交付物進行重點確認；

（三）在整車開發階段，需要對零件臺架功能測試、供應商零部件功能測試、整車驗收測試的測試后用例進行重點確認。