一、AUTOSAR CP与AP架构的推出

AUTOSAR CP与AP架构当前都是行业热门话题，简单来说都是汽车电子软件标准中间件架构，适用于不同的场景；

其实，CP架构主要干了两件事：标准化接口与模块化设计：

标准化接口：AUTOSAR CP架构通过定义统一的软件架构和接口，使得不同供应商开发的ECU能够基于同一标准进行开发，从而提高了系统的可移植性和互操作性。这有助于减少因接口不一致导致的兼容性问题，降低系统维护的复杂性和成本。

模块化设计：AUTOSAR CP架构将汽车软件系统划分为不同的软件组件，每个组件都有明确定义的接口，易于模块化开发和维护。这种设计方式使得开发人员可以更加专注于各自领域的开发，同时也方便了系统的升级和扩展。

所以，在做新车型开发时，可以复用/重用之前的开发产出，即便是不同供应商完成的；可以大大的减少重复开发的工作量，提高了开发效率。不过，同步的，CP架构也在一定程度上保证了汽车电子软件的功能安全和信息安全。

既然有了CP 架构，为什么同一个组织又推出了AP架构呢？

我理解是最近5-8年左右，汽车软件系统的复杂性和功能需求急剧增加，比如适应时代需求的智慧座舱、智能驾驶等的发展。传统的CP架构虽然在一定程度上解决了汽车电子系统的标准化和模块化问题，但在面对高度灵活、高性能、动态通信等需求时显得力不从心。

所以AP架构的关键特点在于：动态、灵活，支持高性能计算，整体架构的设计思想与SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务的架构）就是保持一致的，都是基于服务的动态配置、请求：

动态部署和配置：AUTOSAR AP架构支持应用程序的动态部署和配置，使得软件系统的更新和升级更加灵活和高效。这有助于OEM/Tire1快速响应市场需求和技术变化，提升产品的竞争力。

高性能计算：随着汽车智能化程度的提高，对计算性能的要求也越来越高。AP架构能够充分利用多核异构处理器的计算能力，为汽车软件系统提供强大的计算支持，满足复杂应用的需求。

CP架构与AP架构在现如今的汽车电子中是相互依存的，这也是由于他们的特性决定的，下面就从几个方面分析下不同特性的他们在开发SOA或非SOA架构过程有哪些异同点。

二、硬件层面

1）芯片

由于AP要求高算力，所以一般要求是芯片达到SoC或者MPU，算力要求一般高于18000 DMIPs，比如瑞萨的H3，英伟达的Xavier、高通的8155、8295、NXP S32G系列、芯弛G9Q、G9H等，或者是由高算力平台虚拟出来的硬件平台也是可以的，比较灵活；

CP对算力要求比较低，在一般的MCU上部署就可以了，如英飞凌的TC377、TC387，瑞萨的RH850等，也可以部署在高算力异构SoC的M核或者R核上；

2）硬件相关配置

因为CP架构的应用一般不一定伴随着SOA的应用，如果没有SOA，没有以太网应用，就可以不去配置Ethernet 信息，如通道路由、VLAN、IP，而AP的理念遵循面向服务的架构SOA设计范式，所以一般需要配置Ethernet 信息；

再一个就是Machine的配置，Machine的概念是在AP里才有的，Machine是指一个能够运行自适应应用程序的实体，它包含了必要的硬件资源（如处理器、内存等）和软件环境（如操作系统、运行时环境等）。Machine为自适应应用程序提供了一个运行平台，支持应用程序的动态部署、执行和管理。它允许应用程序在运行时动态地链接服务和客户端，实现功能的灵活扩展和更新。有点类似与虚拟机的概念，可以这么理解下。

所以，在AP中，需要配置Machine，并指定占用芯片的core、内存资源等；当然也要配置其所属功能组（FunctionGroup）与模式状态（MachineMode），这些都是AP专有的。

三、软件架构层

1）操作系统

CP AUTOSAR OS是基于OSEK标准的，蛮多都是RTOS。

AP AUTOSAR OS是POSIX OS，按照AUTOSAR官方文档说明，系统要包含POSIX 51子集，所以其实Linux、QNX、Android都可以部署AP架构；

2）架构Block

CP Block视图

CP架构有明显的层级关系，从上到下，依次是应用层SWC、RTE、BSW、微控制器层（HW）；实际运行过程中也严格遵守这种层级关系；BSW模块是与硬件相关的以及通用系统功能，应用功能定义为独立的软件组件SWC，用RTE分离SWC和BSW。，在实际开发分工中也是与此架构层级有关，如应用层软件工程师、BSW开发工程师等；

AP Block视图

但是在AP中，并没有明显的层级关系，这些模块都称为功能集群（Functional Clusters, FC），大部分的功能模块都属于基础功能Foundation的部分，NM、SM、UCM模块是属于服务功能Service的部分。NM、SM在上图中的Runtime范畴中，UCM在上图中的Configuration范畴内；模块之间都是通过服务接口调用的，如下图NM、SM之间的交互（ARA（AUTOSAR Runtime for Adaptive Applications））：

四、系统层

1）系统调度

CP AUTOSAR OS采用了固定的任务调度配置策略，这一策略中，系统负责调度并管理OS Task中定义的、来自SWC（软件组件）的可运行实体（Runnable Entities）。这些可运行实体，例如标记为10ms Runnable和20ms Runnable的实体，按照预设的任务顺序进行执行。在同一SWC内部，不同的可运行实体还可以被进一步设定不同的优先级，以确保它们在执行时能够按照预期的优先级顺序进行处理。

AP AUTOSAR支持多进程机制，其调度策略是动态的，意味着系统能够根据实际情况灵活调整进程或线程的执行顺序。这种动态调度配置是在运行时完成的，即系统在运行过程中根据需求进行配置调整，而不是在编译时或系统启动前固定。

配置信息被记录在与状态管理（State Management, SM）相关的Manifest文件中。这些文件作为系统的元数据，详细描述了系统的配置状态，包括但不限于进程、线程、资源分配等关键信息。

在实现动态调度方面，AP AUTOSAR主要依赖于两个核心模块：执行管理（Execution Management, EM）和状态管理（SM）。执行管理模块负责具体的任务调度工作，确保系统内的各个任务（或称为Process、Thread）能够按照预定的或动态调整的策略执行。状态管理模块则负责监控和记录系统的状态信息，为执行管理提供必要的决策依据，同时也将配置信息和维护状态记录在Manifest文件中。

2）Manifest

CP中的配置都是静态定义好的，所以并不需要Manifest的概念；

在AP中，使用Manifest描述软件配置的关键组件，比如以下几种Manifest：

Application Design Manifest：

描述所有设计相关的建模，侧重于数据类型、服务接口、Persistency接口、序列化属性、服务接口等方面的定义。Application Design中定义的artifacts独立于特定的部署，方便在不同的部署场景下复用软件实现。

Execution Manifest：

用于提供将应用部署到AP所需的信息，使得应用软件代码尽可能独立于部署的环境，增加软件复用的几率。Execution Manifest控制应用的实例化，包括在同一台机器上实例化多次、将应用部署到多台机器上并在每台机器上实例化等。还定义了启动配置、资源管理（特别是分配Resource Group）以及面向服务通信的配置等。

Service Instance Manifest：

侧重于服务接口和实例的部署配置。定义一个服务如何在特定的通信技术（如SOME/IP）中表示，以及服务实例在特定通信技术中所需的凭据、E2E保护配置、安全保护配置、日志配置等。

Machine Manifest：

允许针对特定的硬件（Machine）配置AP实例。侧重于网络连接配置（如静态IP地址或DHCP配置）、服务发现配置、机器状态定义、功能组定义、FC实现配置（如操作系统提供的用户列表）、Crypto平台模块配置、PHM（Platform Health Management，平台健康管理）配置、时间同步配置以及可用硬件资源描述等。

五、软件层

1）开发接口

CP AUTOSAR常用的接口是Sender-Receiver，涉及服务的，如SOA服务会用到Client-Server；

基于AP AUTOSAR开发的是Service Interface类型；

CP AUTOSAR主要使用的是C语言，相关的标准是MISRA C。

AP AUTOSAR主要使用的是C++语言，当前支持C++11、C++14。

2）软件配置

AP AUTOSAR应用层需要进行Mapping配置，如，InstanceToMachineMapping：是把服务的实例与Machine关联上，指定服务实例运行的Machine；InstanceToPortProtoTypeMapping：指定服务实例对应的Port类型，即说明该服务通过该port是提供服务还是请求服务；这些在CP开发中是没有的；

另外，因为AP是通过进程进行应用管理的，所以需要配置Executable、Process等信息，可以类比为电脑的EXE执行文件的配置。

六、小 结

由上述的系列分析可以明确，CP与AP在开发过程及其所需环境方面展现出显著的差异，这些差异深植于它们各自成立时所设定的目标之中。鉴于两者都是当前汽车行业广泛采用的软件架构模式，作为该行业的从业人员，掌握如何更有效地学习和应用这些架构显得尤为重要。