SOME/IP协议-智能卡车-超算分析

SOME/IP协议-智能卡车-超算分析

参考文献链接

https://mp.weixin.qq.com/s/z2mCYT37VfBIsZJZB9YMnQ

https://mp.weixin.qq.com/s/Ap_Si04h3HxTlbukZHKQrw

https://mp.weixin.qq.com/s/dhT6FFdJsiDWg2OrqBE9NQ

SOME/IP协议介绍

SOME/IP(Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP)是指基于 IP 的可扩展的面向服务的中间件。SOME/IP 协议于 2011 年由 BMW 集团的 Dr. Lars Völker 设计，是一种面向服务的车载以太网通信协议，位于 TCP/UDP 之上，兼容当前国际共同探讨的基础软件开发平台。
SOME/IP 协议功能介绍

SOME/IP 协议采用 C/S（Client/Server）的通信架构，其中 Server 是服务提供者，Client 是服务消费者。根据服务接口类型，使用远程服务调用（Remote Procedure Call）机制，通过数据序列化和反序化（Serialization/Deserialization）使得数据得以在网络中传输。通过可用服务发现 SD（Service Discovery）机制来实现服务的动态配置。

SOME/IP 主要可以提供以下功能：

① 数据序列化与反序列化（Serialization/Deserialization）：服务通信数据与二进制数据流之间的双向转换；

② 可用服务发现（SD）：管理服务状态，发现和提供服务，动态配置 SOME/IP 报文发送；

③ 服务发布与订阅（Publish/Subscribe）：管理服务的发布与订阅关系；

④ 远程服务调用（RPC）：实现控制器（Client）使用网络内其他控制器（Server）提供的服务。
SOME/IP 协议服务接口介绍

SOME/IP 协议以服务元素为单位管理数据信息，服务元素可分为 Event、Method、Field 三种类型。Event 是一种单向的数据传输方式，由 Server 向其订阅者发布服务事件；Method 是一种远程函数调用的通信方式；Field 类似于 Event 和 Method 的结合体，允许 Client 获取 / 设置 / 订阅 Server 端事件的状态信息。通过 Service Interface 实现数据信息的传输与共享。基于 SOME/IP 通信协议，以两个控制器为例，空调 ECU 作为 SOME/IP 服务提供者（Server），中控作为SOME/IP服务请求者(Client)，两个控制器分别以Event、Method、Field服务元素实现其通信行为，示意图如下图。

 

 

 Method 服务元素示例如下图所示。

① Client 可通过 Method 封装 Request 消息对 Server 进行远程方法调用（RPC）；

② Server 对于 Method 调用的执行结果可通过封装 Response 消息返回给 Client（Request & Return），或者不需要 Server 返回消息（Fire & Forget）；

③ 需要事先向 Server 订阅服务（SD）。

 

 

 Field 服务元素示例如下图所示。

① Getter:Client 主动获取 Field 值；

② Setter:Client 主动设置 Field 值；

③ Notifier:Server 达到触发条件后向订阅的 Client 发送 Field 最新值；

④ 需要事先向 Server 订阅服务（SD）。

 

 

 Event 服务元素示例如下图所示。

① 由 Server 向 Client 单向发送消息；

② 可周期发送或根据事件状态（如值改变、特定条件满足等）发送通知类消息；

③ 需要事先向 Server 订阅服务（SD）。

 

 SOME/IP 协议技术价值及车载应用场景

随着汽车通信总线及整车电子电气架构的不断发展，基于 CAN 总线的面向信号的通信模式已不能满足智能汽车 SOA 架构的发展要求，SOME/IP 协议是当前汽车通信实现 SOA 架构最核心的通信协议之一。

SOME/IP 协议被广泛应用于车载以太网控制器中，尤其是智驾域、座舱域、车身域控等通信数据量大、对通信带宽要求高的控制器中。另外，基于 SOME/IP 实现 Signal to Service 的转换，也已经是域控制器中必不可少的技术。
SOME/IP-SD 协议介绍

1 .基本概述

SOME/IP-SD 协议是 SOME/IP 协议的一种，其中 SD 是服务发现 Service Discovery 的简称。基于服务的通信需要由 Server 和 Client 共同完成，因此在服务创建并且可用之后，Server 和 Client 需要通过SOME/IP-SD 动态创建两者之间的连接。Client 可以远程调用 Server 提供的服务，或者订阅 Server 发布的内容，Client 调用服务或者订阅内容之前，需要知道 Server 提供哪些服务，这个过程就是通过服务发现来实现的。

SOME/IP-SD 是服务的信息清单及管理机制，主要实现服务寻址及事件订阅两种功能。对服务进行寻址时，服务提供者（Server 端）通过服务发现（SD）通知其他 ECU（Client 端）某服务可用，并间接地通知该服务的地址信息（Server 端 IP 地址，端口号，协议），服务消费者（Client 端）了解到某服务状态后，能够调用该服务的相关内容。

2 .主要功能

SOME/IP-SD 有两个主要功能：

一是应用程序之间传达自己的服务或获取对方的服务是否可用。二是向其他应用程序订阅服务，也就是通过 SOME/IP-SD 对服务进行订阅，然后再用 SOME/IP 里的 Notification 类型消息发布订阅内容。SOME/IP-SD 报文主要有以下几类：

① OfferService：Server 服务 Ready 并满足服务发布条件后，主动发出 OfferService 报文，告知组播内其他节点，该服务已经启动，可以创建服务连接。

② FindService：当 Client 在网络中未收到相关服务的 OfferService 报文或者暂时未收到，而 Client又需要访问该服务，那么 Client 可以发送 FindService 报文主动寻找服务，如果 Server 服务 Ready，会回复 OfferService 报文。

③ StopOfferService：当 Server 发现服务不可用，不满足服务发布条件时，会主动发送 StopOfferService 报文，告知组播内其他节点，该服务已不可用，停止服务支持。

④ Subscribe：事件组的交互采用 “订阅 - 发布” 机制，当 Client 收到 OfferServic 报文之后，通过发送 Subscribe 报文主动跟 Server 订阅相关事件组。

⑤ SubscribeACK/SubscribeNACK：当 Server 收到 Client 的订阅报文之后，需要先行判断是否符合可订阅的条件，如果该 Client 满足事件组订阅条件，则发送 SubscribeACK，告知 Client 订阅成功。当事件组内的事件准备就绪之后，Server 会以约定好的形式发送相关事件给成功订阅的 Client。如果该Client 不符合事件组订阅条件，Server 会直接回复 SubscribeNACK，告知订阅不成功。

⑥ StopSubscribe：当 Client 订阅某个事件组之后，发现后续并不在需要该事件组的数据了，可发送 StopSubscribe 报文向 Server 取消订阅相应事件。

3 .通信行为

服务端和客户端的通信行为如图 4.5-5 所示，包含以下几个阶段：

 

 

 ⑦ 服务端通信行为：

服务端通信行为如下图所示。

 

 

 a. Down Phase

在这个阶段，Service 是不可用的，即服务端无法提供服务。

b. Initial Wait Phase

• 当服务准备完毕 (Available) 后，进入此阶段。
• 如果此阶段收到 Find Service 报文，服务端忽略此消息，不做任何处理。
• 如果服务不可用了，将返回进入 Down Phase。
• 此阶段需要定义时间参数 INITIAL_DELAY_Min 和 INITIAL_DELAY_Max，初始化时间取其之间的随机值，当定时器超时后，发送第一帧 OfferService，标志着进入下一个阶段。

c. Repetition Phase

为了让客户端快速找到有哪些 Service，此阶段重复发送 OfferService，重复次数由 REPETITIONS_MAX 决定。

发送间隔以 REPETITIONS_BASE_DELAY 为基本时间，每发送一次，间隔是前一间隔的 2 倍。

如果收到某客户端的 FindService，不影响当前阶段的发送计数和计时，延迟一定时间 (REQUEST_RESPONSE_DELAY) 后，单独发送单播 OfferService 给服务请求端。

如果收到 SubscribeEventgroup 后，发送单播 Ack/Nack，启动此订阅 Entry 的 TTL 计时器。

如果收到 StopSubscribeEventgroup 后，停止此订阅 Entry 的 TTL 计时器

如果服务不可用，离开此阶段进入 Down Phase，并发送 StopOfferService 通知所有客户端。

d. Main Phase

此阶段将周期性发送 OfferService，周期时间为 CYCLIC_OFFER_DELAY。

如果收到某客户端的 FindService，不影响发送计数，延迟一定时间 (REQUEST_RESPONSE_DELAY) 后，发送单播 OfferService 给服务请求端。

如果收到 SubscribeEventgroup 后，发送单播 Ack/Nack，启动此订阅 Entry 的 TTL 计时器。

收到 StopSubscribeEventgroup 后，停止此订阅 Entry 的 TTL 计时器。

如果服务不可用，离开此阶段进入 Down Phase，并发送 StopOfferService。
服务端状态机转换图如下图所示。

 

 

 ⑧ 客户端通信行为

客户端通信行为如下图所示。

 

 

 a. Down Phase

服务未被应用请求。

收到 OfferService，存储当前服务实例状态，启动 TTL 计时器，此时服务若被应用请求，直接进入 Main Phase。

b. Initial Wait Phase

服务被请求后，进入此阶段。

等待 INITIAL_DELAY 时间（最大和最小值之间的随机值）。

如果此时收到 Offer Service，则取消计时器，直接进入 Main Phase。

如果服务请求被释放，进入 Down Phase。

计时器超时后，发送第一个 Find service，进入下一阶段。

c. Repetition Phase

重复发送 Find service，重复次数由 REPETITIONS_MAX 决定，发送间隔以 REPETITIONS_BASE_DELAY 为基时间，每发送一次，间隔加倍。

收到 Offer Service，停止发送计数和计时，立即进入 Main Phase，触发发送 SubscribeEventgroup( 延迟一定时间）。

如果服务请求被释放，进入 Down Phase，若此时有订阅行为，则发送 StopSubscribeEventgroup。

d. Main Phase

不再周期发送 Find Service。

收到 Offer Service，触发发送 SubscribeEventgroup( 延迟一定时间）。

如果收到 StopOfferService，则停止所有计时器。

如果服务请求被释放，进入 Down Phase，若此时有订阅行为，则发送StopSubscribeEventgroup。

客户端状态机转化图如下图所示。 

 

 SOME/IP 在 SOA 中的应用

（1） 基本概述

SOA 是一种面向服务的架构模型。它可以根据需求将不同的应用服务进行拆分，并通过定义好的服务接口联系起来，从而使得在构建不同系统时，服务可以以一种统一的方式进行交互。在基于 SOA 的软件架构中，服务是最小的功能逻辑块。为了实现一项功能，整车的某个或某些子系统需要进行数据交互，而数据交互的接口就是服务的接口。服务通过服务接口实现信息的交互，进而完成服务本身的功能。

SOA 的关键技术是要求有统一的、标准的通信协议及中间件。SOME/IP 作为一种基于车载以太网协议的、面向服务的灵活中间件，解决 SOA 通信的中间件技术。

（2） 在域控制器中的典型应用

根据当前的汽车电子电气架构，汽车将主要由中央域控制器及区域控制器构成。如何在异构平台域控制器上实现 SOA 软件架构，实现基于面向服务的通信，以及信号与服务的转换，主要有以下两种方案。软件实现方案一：在 M 核进行服务化。将大部分服务部署在 M 核上，由 M 核和其他控制器进行基于服务的通信，如下图所示。

优点：M 核现有资产复用度高，基于信号的应用部分改动小；数据传输实时高。

限制：M 核 SOA 程度较低，部署 SOMEIP 协议，M核资源占用较大。

 

 

 软件实现方案二：在 A 核进行服务化。将大部分服务部署在 A 核上，由 A 核和其他控制器进行基于服务的通信，如下图所示。

优点：M 核不需要专门部署 SOME/IP 协议，对 M 核的资源占用少；

限制：需根据芯片特性开发不同 IPC 机制，数据传输的实时性低。

 

 

 无人卡车独角兽智加入局造车！王刚朱啸虎提供亿元天使投资

新造车浪潮正在进入卡车时间，而且是自动驾驶软件公司硬化节奏。

智加科技，主打L4自动驾驶卡车货运的独角兽，现在正在用独特的方式加入其中。

一家名为苇渡科技Windrose的公司，刚刚官宣了由朱啸虎王刚组合带来的亿元级天使，公告正在正向研发新一代新能源重卡，为满足L4自动驾驶需求而设计的全冗余线控底盘、全新动力总成、全新外形以及内饰。

朱啸虎和王刚，以联手早期投资滴滴出行知名，后来二人继续联手投资了自动驾驶领域的智加科技，而新成立的这家造车公司，也几乎是智加触角的延伸。

 

 

 核心人员来自智加，更早之前的水下阶段也是以智加之名展开图纸设计等工作——智能车参考进一步获悉，已经完成了。

所以现在，百度Apollo系的DeepWay，图森系的HYDRON和零一智卡，与智加源流而出的苇渡科技，在卡车新势力赛道再度相遇。

自动驾驶软件算法公司造车，时也？运也？

还是命运的剧本，早已注定？

 

 

 谁是苇渡科技？

注册于2022年5月，主体是上海苇渡汽车科技有限公司，曾用名文锣科技。

同时还在安徽也注册了公司，看起来为以后工厂和制造做准备。

 

 

 定位已经明确：新能源重卡。并且会涉足线控底盘、动力总成和内饰等等。

更直接类比，其实就是造一辆特斯拉Semi一样的新能源重卡，实现特斯拉一样的自动驾驶软硬件落地闭环。

大的逻辑，百度Apollo系的DeepWay其实已经通过先行实践，完成了国内认知科普和市场教育。

苇渡科技需要解决的，只剩下：为什么我能不一样？

因为智加科技，苇渡科技或许能不一样。

在苇渡科技的公开信息中，法人韩文是智加CFO和CSO，负责财务、投融资和战略。而监事成胜惠则是智加科技销售与运营副总裁。

苇渡科技，基本就是智加实现更灵活造车而落地的公司。

 

 

 其中韩文，也一度是智加对外的核心高管之一，但在加入智加之前，就已经受到关注。

最早韩文以SAT近满分的成绩本科留学名校威廉姆斯学院，同时拿到了数学、经济学和西班牙语的学位，后来又在斯坦福读了MBA。

毕业后先去了全球最大的对冲基金桥水基金总部，是桥水为数不多的华人面孔。

再后来加入了金沙江创投，主导完成了金沙江对智加科技的投资。

 

 

 接着就躬身入局，加入了智加科技的创业征程中。

韩文加入后，为智加带来了包括方源资本、锴明投资、CPE、满帮集团、GGV、上汽、万向汽车技术风险投资、广达电脑、联发科集团、日月光集团以及千禧资本等在内的知名财务和产业战投资本。

智加也顺利晋升独角兽，在SPAC上市叫停前，估值达到33亿美元。

所以韩文之于智加的关键性不言自明，这也能理解为何造车公司的法人代表会是他。

值得注意的是，在苇渡科技的主要人员名录中，也能窥见智加在入局造车上的布局。

与韩文构成主要人员的还有成胜惠和陈皓利。

成胜惠刚才已经介绍，是智加科技销售与运营副总裁，但现在其名下还有一家上海卡奈特科技有限公司，注册于上海自贸区，业务范围覆盖了信息技术和汽车相关销售。

陈皓利则可能与韩文有同乡渊源，他之前是山西大运汽车制造有限公司总经理，目前名下还新注册了一家信息技术和汽车等为业务的上海绅岚科技有限公司。

这两家公司与上海苇渡汽车科技一起，就是完整的智能卡车公司。

 

 

 而且已经为智加自动驾驶技术的接入，埋好了工商接口。苇渡自然可以一苇渡江、独立发展，核心聚焦在车辆制造方面，自动驾驶软件系统的开发，与智加协同即可。

这种生态链式演进，也正在自动驾驶赛道上愈加清晰地上演。

为了自动驾驶落地，非造车不可？

「非造车不可。」

这是卡车造车新势力DeepWay深向最近响彻业界的回答，作为一家源自百度Apollo的公司，最初瞄准的是自动驾驶在卡车货运领域的落地，如图森、智加、嬴彻等2016年前后创办的公司。

但创办于2020后第二波浪潮里的DeepWay深向，看到的机遇已经发生了变化。

 

 

 一方面，卡车相关的供应链上下游更加成熟，造卡车已经从可能变成了可行。

另一方面，特斯拉在自动驾驶迭代和落地上的一骑绝尘，表明了软硬件一体的硬道理。

最大的问题，也是第一代自动驾驶卡车创业公司们选择不做的原因——造车实在太重了，算法和软件系统，可以更加轻快灵。

但如果真正归于本质、以终为始，那造车确实是更质变的答案。

没有什么比自己针对性打造的硬件，更能绝佳适配自己的软件。

图灵奖得主Alan Kay也留下过名言：真正在意软件的人会自己打造硬件。

后来成了乔布斯的信条。

也成为了马斯克的信条。就在2022年的特斯拉股东日上，马斯克还回应说，当初选择进入特斯拉造车时，身边没有不劝的。因为造车苦、造车累，造车还没有什么利润……但之所以坚定造车，就是认为唯有造车才能最快实现自动驾驶，只有量产车上路后带来的规模数据，才能实现AI司机的快速迭代和真正质变。

 

 

 现如今，特斯拉已经在实践和反馈中证明了这个逻辑和道理。

于是也能理解，为何现在会有新一波自动驾驶卡车创业潮，还是造车相关的浪潮。

DeepWay深向和今日谈论的苇渡之外，图森系的造车行动也已经对外官宣。

 

 

 一家是图森创始人和前CEO陈默带队的HYDRON新能源智卡，并且出发即独角兽，得到了图森系投资人的继续加持。

另一家则叫零一智卡，由图森技术高管黄泽铧和王一创办，二人都是图森未来早期员工，都毕业于CMU，然后再图森未来IPO上市成为全球无人车第一股后离职开启新征程。

据说零一智卡的大方向也是智能卡车，类比蔚小理。

当然，对于自动驾驶卡车公司的造车浪潮，也并非没有质疑。

而且振振有词地说法是为什么不通过协作、上下游的方式，结合图森和智加等第一波创业公司的落地进展、国内独立分拆出售等消息，还能给出耸人听闻的“谎言”论断。

这种逻辑背后，自然有对自动驾驶落地速度的爱深责切，但也忽略了汽车工业特别是传统卡车工业的过往节奏，毕竟敲敲代码就能带来增长的纯线上时代早已过去。

更重要的是，这些自动驾驶公司的演进，也有时代进程中的无奈之处。

比如当今之势，不得不需要在太平洋两岸做分拆，要在最活跃资本市场和最大客户市场做分拆。这种局面都并非横跨中美的技术创业者所愿，但却是现如今必须解决的挑战，背后还都是无法公开明说的尴尬。

这或许也会让这代技术创业者和企业家更强大：

What Doesn’t Kill You Makes You Stronger.

超算行业概览：全球及中国市场现状如何？未来空间和竞争格局（2022）

全球超算市场现状如何，中国超算市场现状如何？全球HPC超算市场结构中HPC服务器市场占比最大，2021年市占率为49.7%，其次是HPC存储；全球超算应用领域主要分为六类，其中应用于产业超算机数量最多，达到235台，其次在研究与学术类超算机分别为116和86台。2017-2022年6月中国超算算力保持持续增长态势，2022年6月实测算力达到530，240，332GFlops。根据中国计算机学会HPC专业委员会统计，中国超级计算机性能从2002 年到至今已增加4万多倍；中国超级计算机发展迅速，已应用在各细分领域与学科，在峰值速度、持续性能和绿色指标等方面不断实现突破。

全球超算市场未来的市场空间

2017-2021年全球超算市场规模复合增长率为12.2%，其中慧与科技HPC市场规模在供应商中占比最大，2021年市场规模占比达到17.2%，其次是戴尔和浪潮集团；总体来看，2022-2026 年全球各供应商预计保持稳定增长态势，龙头企业的市场规模占比呈逐渐下降趋势，市场集中度下降，其他企业的市场规模占比逐年上升。2021年全球超算TOP9头部企业市场收入共122.8亿美元，预计2026年头部TOP9企业市场规模达到184.5亿美元。

全球超算竞争格局是怎样的

2022年6月全球超算机制造数量排名第一的供应商是联想，制造数量为161台，市占率为32.2%，数量第二的为美国慧与科技，制造数量96台，市占率为19.2%；总体来看供应商制造量的市场集中度偏高，CR3和CR5分别达到61%和77%。在超算供应商算力方面，美国慧与科技算力以断层式排名第一，2022年6月算力为1，928，596，704 Gflops，算力占比算力排名第二和第三名分别是富士通和联想；从总体趋势来看，2017-2022年6月联想超算机制造数量呈稳定增长趋势，相反中科曙光制造量呈现缓降趋势。2017-2021年全球超算HPC市场总体呈增长态势，其中在市场结构细分中HPC服务器份额最大；在行业细分中政府市场占比最大，在应用领域中，应用于产业和研究的超算机数量最多。目前，全球HPC超算市场结构包括服务器、存储、中间件、应用和服务为主，其中HPC服务器市场占比最大，2021年市占率为49.7%，其次是HPC存储，并呈现逐渐缓增趋势。

 

 

 全球HPC服务器细分结构主要包括四个部分，分别为超级计算机、分区、部门和工作组，其中超级计算机市场份额最大，2021年市场份额达43%，其次是部门与分区；2017-2021年超级计算机和分区部分市场占比呈现逐渐增长态势，而部分与工作组占比呈下降趋势。

 

 

 全球超算应用领域主要分为六类，其中应用于产业超算机数量最多，根据全球超算机行业渗透趋势来看，用于学术与研究领域的超算机数量将增加。中国制造超级计算机数量已连续五年市场份额位居全球第一，目前市场份额为34.6%，算力达到530，240，332 GFlops，并已应用在各学科与细分领域。在全球Top500榜单中，中国供应商制造超级计算机数量连续9次市场份额位居全球第一。2022年6月中国超级计算机数量共173台，全球占比34.6%，与上期持平。

 

 

 在算力方面，2017-2022年6月中国超算算力保持持续增长态势，2022年6 月实测算力达到530，240，332 GFlops。根据中国计算机学会HPC专业委员会统计，中国超级计算机性能从2002年到至今已增加4万多倍。

 

 

 中国超级计算机发展迅速，已应用在各细分领域与学科，在峰值速度、持续性能和绿色指标等方面不断实现突破。从全球超算机数量来看，中国以173台位居全球第一，但从算力来看，美国以2，085，045，140 GFlops位居第一，全球占比47.4%；2022年6月日本以算力626，505，930GFlops反超中国。

 

 

 2020-2022年6月全球超级计算机制造数量前五的国家分别为中国、美国、日本、德国和法国；其中中国超算机数量呈逐年下降趋势，而德国呈逐渐上升趋势，在2021年6月反超法国，成为全球超算机数量第四名。

 

 

 从全球算力方面来看，美国算力位居全球第一并保持逐年增长态势，2022 年6月美国算力市场份额达到48.4%；尽管中国超算机数量上位居第一，但在算力方面优势较小，全球占比呈现逐年下降趋势，2022年6月日本算力以全球占比14.2%反超中国，成为全球算力第二名。2022年6月全球超算机制造数量排名第一的供应商是联想，制造数量为161 台，市占率为32.2%，数量第二的为美国慧与科技，制造数量96台，市占率为19.2%；总体来看供应商制造量的市场集中度偏高，CR3和CR5分别达到61%和77%。在超算供应商算力方面，美国慧与科技算力以断层式排名第一，2022年6 月算力为1，928，596，704 GFlops，算力占比算力排名第二和第三名分别是富士通和联想，从总体趋势来看，2017-2022年6月联想超算机制造数量呈稳定增长趋势，相反中科曙光制造量呈现缓降趋势。

 

 

参考文献链接

https://mp.weixin.qq.com/s/z2mCYT37VfBIsZJZB9YMnQ

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