本文介绍了一种运用标准化的、分等级的功用作为一个单一的层级来描绘电气、电子和软件内容的车辆体系规划办法。然后在一个组成进程中生成特定域的履行层级，并运用恰当方针进行点评。重点是快速的迭代优化和对跨域架构的点评和验证。
依据功用的体系工程
用功用性办法来介绍和开发体系架构通常是依据如EAST-ADL或SysML等UML （共同建模言语）衍生的特定域的言语。一起, 用各种办法和笼统层级(例如功用、活动、序列和/或状态图)来介绍将要被开发的体系的技能内容(组件)，然后为了履行进行恰当的映射。
图1:SysML图类型(分类法), 来自维基百科。
运用这种办法需求做很多的作业，不太适用于架构点评，更适用于具体的归档。事实上，为了能够对全体体系架构进行有意义的技能和财政点评, 有必要十分具体地清晰每个单个层级直到抵达满足程度的细节。在随后的映射中,作业量会按细节程度的平方数添加：例如,在单个层级中的工件数量。
假如核算相应的方针不行灵敏，就无法及时地对功用分配的改动进行点评，也就无法为每个单个的将要被点评的挑选供给真实有意义的成果，例如一个具体操控单元的软件组件。
整体而言，这极大地影响了架构的研讨。在某些状况下供给必要的数据和核算想要的方针所需求的时刻或许比整个项目原计划的时刻还要多！
功用模型
本文介绍的另一种办法运用了在一个单一层级上结合了标准化的、分等级的功用模型来描绘体系架构的技能内容。在本文中，标准化的功用模型指可从它们终究作为硬件、驱动器和软件组件履行中分离出来的单个功用。不再在多个（在某些状况下是剩余的）层级上分发模型，取而代之的是单个的特定域的描绘能够与一个单个的功用笼统结合，然后消除了冗长的映射进程。通过能够被标准化（变成软件、电气或总线信号）的信号完结单个功用间的通讯。一切的工件都能够与一组来自具体的选项/变型模型的规矩有关。硬件、软件和电子&网络通讯的组件模型能够因而而集成在一起，而且运用规划规矩查看（DRC）来一起查看和验证他们的语义依靠联系。
通过这种办法能够早在功用笼统层级捕获下流履行域(硬件、软件、网络和电气)的技能、变型推进的内容，并在一切变型中验证该内容。
图2：特定域流程和上游功用架构规划。
图3：功用规划。
为了阐明这种办法，图3展现了许多功用块。软件功用(SW)、驱动器组件(D)，传感器(S)和履行器 (A)在一个单个的笼统层级被描绘和显现。功用间的信号依据它们需求履行的色彩显现：赤色(SW)、绿色(PCB上的电子信号)、橙色（线束上的电子信号）和蓝色(网络上的信号)。
图4：标出各种功用、选项分配和外部功用块或信号参阅的功用图。
在图4中，单个类型的分配与下流渠道的履行要求共同。假如一个功用是归于软件类的，这意味着该功用在渠道上在下流分配中被视为SW组件：它应被分配到操控单元，而不是一个单纯的电气组件。留意，一些功用和信息是可选的，与选项/变型模型照应。
图5：关于不同软件类功用的图。
功用能够按等级安排，功用信号既能够参阅它们的原始功用(假如从外部功用规划开端)，也能够通过一个信号库进行跨渠道和项目运用。
逻辑渠道
假如功用规划被如上所述所捕捉，那么就能够主动创立下流履行(硬件和软件、串行总线体系和电气散布)，而且总是会尊重选项/变型的联系。
要做到这一点，首要界说一个逻辑渠道。这能够由一个3D模型以物理拓扑的办法得到，可是也能够从一个笼统的逻辑网络拓扑开端。通过向一个选项/变型模型分配单个功用组件，逻辑渠道能够包含（以轿车工程为例）一辆单个的车、一系列的车或一个轿车渠道一切或许存在的衍生物，包含软件、电气体系、网络和硬件的改动办法。相同的准则也适用于货车、越野车车辆、飞机和杂乱的机电设备，如工业打印机和医疗设备。乃至,一个像防空体系这类通过扩展的体系也能够用这种办法建模。
图 6：具有标准化功用容器（资源）和衔接通路（载体）的渠道架构。
渠道的单个节点作为资源被标准化：电子操控单元(ECU)或线路可替换单元(LRU)、电气总成、电力或接地导体。它们能够通过电气或总线体系（CAN、LIN、Flexray、Ethernet（以太网）、ARINC 429等），或通过光学或电波衔接耦合。这些通讯通路被称为载体
组成
功用随后被分配到逻辑渠道中。这能够手动或运用规矩主动完结。履行的进程中将按功用的类型问询功用。例如，从SW类型中创立一个软件组件，然后被分配到操控单元。功用之间传递的信号将在逻辑渠道上分为软件、电气或网络信号向载体分配。
图 7：分配功用的规矩.
图 8：分配功用和信号的规矩。
图9：履行组成的样例图。
由此发生的组成是集成地履行功用描绘的四类域（硬件、软件、网络通讯和电气）。运用规划规矩查看、任何必要正告或生成的过错音讯来实时剖析语义的共同性。
方针
技能点评方针早在组成进程中就能够核算。能够通过设定让这些方针显现各种信息。例如，关于多路传输网络而言有意义的方针包含负荷、容错和开支。电气域的方针包含电线、焊接点和衔接器数量、电线长度、线束直径。操控单元的方针包含设备分量、CPU负荷、RAM、ROM、FLASH/EEPROM的要求、印刷电路板(PCB)面积和单位体积功率，和热耗散。按与功用、资源和载体有关的参数核算方针：往往能够从从前的履行中具体了解这些参数。
假如一个值大于一个特定的水平，例如，假如猜测内存的要求超出微处理器提出的预算，这一状况将通过规划规矩查看发送警报或直接发布到渠道架构师的图形显现器上。这帮助工程师确保规划的可行性。
而且能够核算的不仅仅是技能方针。通过扩展核算，还能够核算本钱、分量、充裕、可靠性或再运用等这类项目方针。
图10：方针样例：方针数量、CPU运用率、网络负荷和使命调度。 点评和优化
由于运用这些方针进行点评是实时完结的，即当做出规划决议或改动时，这一进程与点评代替履行（架构）或许实践修正功用内容十分匹配。方针当即反映出这些改动，而且随后能够进行代替战略的研讨。
图11：按目标计数、技能点评、CPU和网络流量测量值比较不同的扩展和优化阶段。
因而能够迭代和交互地处理优化功用分区、电气优化、本钱和运转时刻优化问题。
通过最终的点评，逻辑渠道组成的成果以每个特定域的办法（如ARXML、FIBEX或 KBL）被输送到下流具体的规划进程中。架构研讨阶段的成果能够被从头用作未来渠道的履行主张。在一个集成规划环境中，数据当然能够直接被传递给相应的应用程序。
总结
本文介绍的办法在一个单一层级上运用了功用笼统来整合不同的电子/电气域。这反过来答应对履行其它计划进行快速点评，一起为具体规划预备数据。
由于对技能作业和常识的要求较高，现有依据UML或相似SysML元模型的办法关于这样的架构点评与验证不太适用。相关的杂乱性导致在可用的时刻内简直没有或许供给归纳点评所需的充沛或必要的细节。
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图 12：功用架构规划和点评，及下流规划流的后续履行计划。
相比之下，所描绘的办法运用了一个功用笼统，其间履行相关的数据和工件整合入了标准化的功用模型中，而不是将它们散布到不同的（大都状况下是剩余的）级层上。
早在主意向逻辑渠道分配时，该模型能够被重复地验证履行可行性和得到相应的技能和商业方针的保护。架构进程的成果也是对软件、网络、电气体系和硬件的下流开发进程的履行主张。
