汽车软件开发成本剖析：一套AUTOSAR（Vector）工具链为何价值千万？

摘要：当宝马、奔驰或是小米这样的主机厂计划开发一款新车，并将某个ECU（电子控制单元）的开发外包时，他们通常会指定供应商使用特定的AUTOSAR工具链，而Vector往往是首选。主机厂会向Vector购买软件包，费用可能高达千万级别，随后Vector再将软件包提供给指定的供应商。供应商这边通常还需要额外支付一笔软件服务费（例如百万级别）。理论上你可以不买服务，但前提是你能完全靠自己搞定——据我所知，几乎100%的供应商都购买了这项服务（Vector有意将代码写得复杂，许多变量甚至做到了源代码级别的混淆，以此推动服务销售）。

对于Vector而言，收到这千万开发费后，自己留存一部分，大部分会分给核心会员。那么站在主机厂（OEM）的角度呢？他们实际上并没有花费太多，甚至可能通过这种“左手倒右手”的方式实现盈利，同时还能获得一套基于AUTOSAR标准开发、安全性有保障的软件。何乐而不为？

Vector是什么？

Vector是一家专注于汽车电子和嵌入式系统的技术公司，其AUTOSAR产品主要用于支持汽车行业的标准化软件架构。AUTOSAR本身是一个全球性的合作项目，旨在提高汽车软件的可重用性和可移植性，促进不同供应商之间的协作。Vector的AUTOSAR产品线根据AUTOSAR规范分为针对经典平台的CP和针对自适应平台的AP，对应的主要产品分别是 MICROSAR Classic (MSRC) 和 MICROSAR Adaptive (MSRA)。

MICROSAR Classic (MSRC) 是一系列符合AUTOSAR Classic标准的产品级软件模块，主要包含 MICROSAR.RTE 以及 MICROSAR Basic Software Module (BSW) 两部分。其中BSW涵盖了MEM（内存）、OS（操作系统）、COM（通信）、IO（输入输出）、SYS（系统服务）、Security（安全）以及DIAG（诊断）等模块。除以太网（Eth）协议栈支持至ASIL B等级外，其余全栈均提供支持功能安全最高等级ASIL D的解决方案。MSRC提供了标准化的软件模块接口，这意味着开发人员可以忽略底层硬件平台的差异，甚至在硬件平台尚未就位时，先行开发应用层软件功能，这对提升开发效率和并行工程能力至关重要。

Vector 代码包如何购买？

对于大型的Tier1供应商或主机厂（OEM）来说，由于与Vector公司建立了长期良好的合作关系，购买包括代码包在内的相关产品相对容易。然而，对于一些规模较小或之前未有合作的公司而言，直接找Vector购买产品可能就没那么简单了。Vector的产品市场地位稳固，销量可观，其销售团队通常不会主动进行市场推销，更多时候需要客户主动联系其销售渠道进行接洽。

在与Vector的销售或技术售前工程师建立联系后，购买AUTOSAR代码包一般会遵循以下几个步骤：

1. 前期技术对接：明确所要开发的ECU项目信息，包括面向的主机厂（OEM）、选用的硬件芯片型号、编译器型号及版本等。
2. 确定授权与服务：确定License授权模式（如项目授权 Project License、产品授权 Product License等）、所需的功能安全等级（ASIL）、以及需要包含的具体软件模块。同时，也需要确定相关的工程服务内容，例如是否需要培训、现场集成支持等。
3. 商务流程启动：基于前期沟通，完成客户需求问卷（Questionnaire I）的填写与确认，以便Vector准备详细的商务报价，并正式启动商务流程。
4. 最终需求确认与排期：在商务流程基本完成后，Vector正式集成代码包之前（通常提前一个月左右），会发送第二份客户需求问卷（Questionnaire II），要求客户再次确认所有技术细节。确认无误后，Vector开始按计划排期，进行代码包的组包、集成和测试工作。
5. 代码包交付：代码包准备完毕后，Vector会按照约定时间，将代码包通过邮件发送给客户的指定接口人。
6. 下载与售后：客户根据交付邮件中的下载链接和密码，完成代码包的下载、解压和安装。随后，进入售后阶段，可能包括现场培训或现场集成支持，以协助完成ECU产品的具体开发工作。

有了Vector代码包，如何开发ECU产品？

前面介绍了Vector代码包的内容和购买流程，但仅有代码包并不足以完成一个ECU产品的开发。接下来，我们看看还需要哪些必备的部分。

对于ECU开发，上游的输入文件必不可少。例如，通信数据库文件（DBC, ARXML）和诊断数据库文件（CDD, PDX等）都是核心输入。这就需要配套的设计和配置工具来生成这些文件，常用的有Vector公司的PREEvision、CANdelaStudio等工具，或者其他厂商的同类软件测试工具链。

拥有了Vector的代码包，通常还需要购买Vector AUTOSAR开发工具链的License，即DaVinci Developer和DaVinci Configurator Pro工具的授权。只有获得了工具授权，才能使用这些图形化工具进行软件组件（SWC）的设计、BSW模块的配置以及代码的生成。

此外，针对所使用的具体芯片，还需要从芯片厂商或其代理商处购买对应的MCAL（微控制器抽象层）代码包及其配置生成工具。因为Vector的AUTOSAR代码包主要提供BSW和RTE模块，大部分与芯片寄存器直接相关的驱动（如GPIO、ADC、CAN控制器驱动等）属于MCAL层，这部分需要单独采购。配置MCAL常用的工具是EB tresos，其License一般会包含在MCAL包中或由芯片厂商提供。同时，编译器也是关键一环，车载ECU开发通常需要购买符合功能安全要求的商用编译器，如Tasking、Green Hills、Hightec等。调试器（如Lauterbach, iSystem, Renesas E1/E2）也必不可少，用于代码下载、仿真和调试。

最后，不同ECU的应用层软件（SWC）复杂程度差异很大。如果应用模块不多、逻辑简单，可以直接在DaVinci Developer中设计SWC并手写代码实现。但对于算法复杂、逻辑庞大的应用模块，可能需要采用基于模型的设计（MBD）方法，这就需要用到MathWorks公司的Simulink等工具进行建模、AUTOSAR架构适配及代码生成。这部分工具根据实际需求决定是否采购。

总结一下，在AUTOSAR架构和方法论的指导下进行ECU开发，对于初次涉足的公司而言，初始投入非常巨大。这包括开发人员的培训、整套开发工具链的采购、基础软件（BSW）的许可费用等。在产品开发过程中，开发周期未必会缩短，而且为了满足功能安全和信息安全的要求，往往需要付出更多额外工作量。因此，初期投入产出比可能并不高。然而，一旦基础软件平台研发完毕，在后续的产品迭代、技术升级和车型拓展中，其标准化、可复用性的优势将会得到充分体现，长期来看能有效降低成本并提升效率。

Vector SIP包介绍

SIP包是Vector公司AUTOSAR Classic代码包（对于AP平台可能类似，笔者未接触过暂不确定）的简称，全称为Software Integration Package。每个SIP包都有一个唯一的CBD编号，例如：CBD2200001_D00。这个编号含义丰富：“CBD22”表示2022年，“00001”表示该年度售出的第一个代码包，“D00”表示针对该CBD编号的第一次正式交付（Delivery）。

CBD编号至关重要，通过它可以查询到对应的客户信息、项目需求、代码包模块组成及版本等详细信息。同时，它也是向Vector寻求官方技术支持的必备凭证。

CBD编号后的“D00”代表交付批次。为什么会有多次交付呢？主要有以下几种情况：

1. 需求变更：首次交付（D00）后，客户硬件变更或需求增加，需要重新组包和交付。
2. Bug修复与升级：在维保期内，代码包发现的Bug可以进行升级修复并重新交付。维保期外，也可以自费购买升级服务。
3. 功能安全（FuSa）流程：对于有功能安全要求的项目，D00交付的可能是QM（质量管理）等级的代码包，供客户先行开发。待客户配置和需求稳定后，Vector会重新进行安全评估，再正式释放ASIL等级的代码包（如D01），这也会涉及多次交付。
4. 特殊快照包（Snapshot）：有时客户会收到类似“D00.0”编号的代码包，这是一种特殊的快照包。通常是重要客户为了加快项目进度，与Vector协商后，先获得一个未经过完整集成测试的“快照”版本进行自主开发，后续再基于正式发布的代码包进行迁移。这种包通常没有参考Demo工程，适合对Vector SIP包非常熟悉、具备从零搭建工程能力的团队使用。

SIP包里有哪些内容？

Vector发送SIP包通常分两封邮件：一封包含下载链接，一封包含解压密码。收到邮件后，务必仔细核对公司信息、产品信息、芯片和编译器版本等关键信息。确认无误后，应尽快下载，因为下载链接通常有60天左右的有效期。

解压后的默认安装路径一般为 C:\Vector\CBD220xxxx_D00。强烈建议将解压后的原始文件进行备份，妥善保存以备不时之需。

下图展示的是解压后SIP包的目录结构（注：示例为较新的基于“组件化交付”架构的包，老版本目录结构不同但内容大同小异）：

针对目录内容，从上至下依次说明：

• Applications：此文件夹包含由Vector集成测试工程师搭建的参考Demo工程。里面有完整的配置工程、用户代码示例、芯片启动文件以及Makefile编译环境，是极佳的学习和参考起点。
• Components：此文件夹包含了所有的BSW模块。目录结构基本遵循AUTOSAR规范，每个模块一个独立文件夹。以CanNm模块为例，其文件夹内通常包含：BSW模块描述文件（.bswmd）、文档手册、代码生成器、静态源代码/库文件以及编译所需的Makefile片段。
• DaVinciConfigurator：此文件夹包含了与该代码包配套的DaVinci Configurator工具所需的所有特殊文件，例如特定的BSWMD模型和平台数据类型定义，确保工具能正确识别和配置此代码包。
• Doc：这是极其重要的文件夹，开发人员应经常翻阅。里面包含了应用开发说明、辅助信息、代码包发布说明、产品发布笔记、技术参考手册和用户手册等。几乎90%的开发问题都能在这里找到线索或答案，强烈建议重点关注。
• Misc：包含一些与核心模块无关的杂项，如检查工具脚本、生成器等。一般很少用到，如有需要可咨询Vector技术支持。
• ThirdParty：此文件夹用于帮助用户将第三方工具或软件包（最常见的就是芯片厂的MCAL包及其配置工具）集成到Vector代码包中。集成后，就可以在DaVinci Configurator工具中直接对MCAL模块进行配置和关联，实现一体化开发。

总而言之，Vector的SIP包内容非常丰富，涵盖代码、工具、脚本和详尽的文档。尤其是其文档，书写规范、严谨全面、图文并茂，对开发人员非常友好，是解决问题、深入理解AUTOSAR和Vector产品的宝贵资源。对于从事汽车软件测试与底层开发的工程师而言，深入研究SIP包是提升专业技能的重要途径。如果你对这类汽车电子核心技术话题感兴趣，欢迎到云栈社区与更多同行交流探讨。