AUTOSAR C++14準(zhǔn)則是MISRA C++ 2008的更新，提供了ISO/IEC 14882:2014所定義的現(xiàn)代C++的編碼準(zhǔn)則。

自適應(yīng)AUTOSAR

在過去的十年中，汽車行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。現(xiàn)代汽車引入的新功能已從根本上將其轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算中心。這反映在用于構(gòu)建汽車軟件的平臺(tái)（特別是AUTOSAR）的開發(fā)中。在編譯時(shí)假設(shè)靜態(tài)配置，沒有動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配以及C語言占主導(dǎo)地位的“經(jīng)典”方法不再足夠。新功能需要大量高級(jí)代碼，例如：

• 自動(dòng)駕駛
• V2X通信（車對(duì)車和車輛對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施通信）
• 持續(xù)的空中更新
• 高清晰度多媒體
• 人工智能計(jì)算，圖像識(shí)別

這些新功能還需要對(duì)范式進(jìn)行更改，而這些更改對(duì)于經(jīng)典方法是足夠的。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)并改善汽車發(fā)展，包括全球大多數(shù)領(lǐng)先汽車制造商在內(nèi)的AUTOSAR聯(lián)盟于2017年3月發(fā)布了新版本的AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)，稱為自適應(yīng)AUTOSAR。

新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布不會(huì)使Classic Platform失效，對(duì)于沒有連接需求，硬件要求有限和實(shí)時(shí)功能堅(jiān)硬的控制單元，它仍然是首選。

自適應(yīng)AUTOSAR定義了一個(gè)平臺(tái)，用于開發(fā)汽車控制單元，該平臺(tái)可提供諸如高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，媒體流或通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行軟件更新等復(fù)雜功能。該平臺(tái)包含定義服務(wù)和API的接口規(guī)范。自適應(yīng)AUTOSAR中引入的一些新穎性包括：

• 面向?qū)ο蟮姆椒?

• C++編程語言

• 面向服務(wù)的架構(gòu)

• POSIX操作系統(tǒng)

• 在系統(tǒng)運(yùn)行期間更改ECU配置

• 空中部署和更新

C還不夠

自適應(yīng)AUTOSAR是對(duì)現(xiàn)代汽車要求日益復(fù)雜以及對(duì)“互聯(lián)世界”范式強(qiáng)加于汽車系統(tǒng)的新挑戰(zhàn)的回應(yīng)。過去，C語言曾經(jīng)是汽車開發(fā)人員的主要選擇，但它成為了障礙，或者至少是放緩的趨勢。系統(tǒng)的復(fù)雜性迫使人們從C語言切換到C++，這為構(gòu)造大型分布式系統(tǒng)提供了更好的支持，并為數(shù)據(jù)封裝提供了更好的機(jī)制。

自適應(yīng)AUTOSAR依賴于C++14語言標(biāo)準(zhǔn)。語言標(biāo)準(zhǔn)版本的選擇是在“不太舊”和“不太新”之間進(jìn)行選擇。一方面，我們擁有仍在汽車工業(yè)中廣泛使用的C++98和C++03，但是它們已經(jīng)過時(shí)并且不符合現(xiàn)代發(fā)展模式。另一方面，我們擁有仍非常新鮮的C++17標(biāo)準(zhǔn)。留下C++98和C++03的參數(shù)是：

• C++語言的實(shí)質(zhì)發(fā)展/改進(jìn)

• 更好的編譯器的可用性

• 更好的測試和分析工具的可用性

不使用C++17的主要原因之一是該標(biāo)準(zhǔn)中引入的新功能可能給系統(tǒng)帶來安全風(fēng)險(xiǎn)——檢測和了解安全漏洞需要一些時(shí)間。此外，符合C++17標(biāo)準(zhǔn)的C++編譯器仍然是非常新的，需要更多測試和對(duì)安全性至關(guān)重要的開發(fā)中使用的更好支持。因此，選擇依賴C++14標(biāo)準(zhǔn)作為合理的中間選擇。

關(guān)于AUTOSAR編碼準(zhǔn)則？

自適應(yīng)AUTOSAR平臺(tái)的發(fā)布增加了現(xiàn)代C++在汽車項(xiàng)目中的采用。這使一個(gè)特定的問題更加明顯：盡管近年來C++語言的發(fā)展加快了，但汽車編碼標(biāo)準(zhǔn)似乎落后了。在發(fā)布C++11和C++14時(shí)，用于C++的最流行的汽車編碼標(biāo)準(zhǔn)MISRA C++ 2008已經(jīng)嚴(yán)重過時(shí)，并且僅解決該語言的C++03版本。

每年，問題都在增長，并且變得越來越棘手。開發(fā)人員廣泛接受了最新C++標(biāo)準(zhǔn)的新功能，并在沒有適當(dāng)指導(dǎo)或最佳實(shí)踐的情況下開始使用它們。對(duì)于開發(fā)安全關(guān)鍵系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)而言，這種情況尤其成問題，ISO26262要求這些安全關(guān)鍵系統(tǒng)必須使用帶有適當(dāng)編碼準(zhǔn)則子集的靜態(tài)分析。

為解決此問題，AUTOSAR聯(lián)盟發(fā)布了專用指南文檔，作為自適應(yīng)AUTOSAR平臺(tái)的一部分，標(biāo)題為“在關(guān)鍵和安全相關(guān)系統(tǒng)中使用C++14語言的指南”。依靠未經(jīng)修改的MISRA C++ 2008將完全是違法的。下面的時(shí)間軸描述了這種情況：

• 1998年– C++98標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

• 2003年– C++03標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

• 2008年– MISRA C++2008（包含C++03）

• 2011年– C++11標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

• 2014年– C++14標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

• 2017年– AUTOSAR C++14（3月）

• 2017年– C++17標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布（12月）

• 2020年– C++20標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

AUTOSAR C++14編碼準(zhǔn)則

AUTOSAR C++14指南文檔旨在作為MISRA C++ 2008的更新，并提供了ISO/IEC 14882:2014所定義的現(xiàn)代C++的編碼指南。該編碼標(biāo)準(zhǔn)的主要應(yīng)用是汽車行業(yè)，但也可用于需要嵌入式編程的其他行業(yè)。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了342條規(guī)則：

• MISRA C++ 2008采用了154條規(guī)則，未作任何修改（67％）

• 131條規(guī)則基于現(xiàn)有C++標(biāo)準(zhǔn)

• 57條規(guī)則基于研究或其他文獻(xiàn)或資源

該標(biāo)準(zhǔn)有據(jù)可查，可以追溯到其他現(xiàn)有的C++標(biāo)準(zhǔn)，例如HIC++ 4.0，JSF，SEI CERT C++，C++核心準(zhǔn)則，當(dāng)然也可以追溯到MISRA C++ 2008。

AUTOSAR C++14遵循MISRA C++ 2008中的規(guī)則分類方法。根據(jù)義務(wù)級(jí)別對(duì)規(guī)則進(jìn)行分類：

• 必需規(guī)則：聲稱符合標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性規(guī)則

• 咨詢規(guī)則：推薦但無強(qiáng)制性地位

此外，還對(duì)這些規(guī)則是否由靜態(tài)分析工具自動(dòng)實(shí)施進(jìn)行了分類：

• 自動(dòng)化：可由靜態(tài)分析工具完全支持

• 部分自動(dòng)化：可以由靜態(tài)分析工具支持，但可能需要其他實(shí)踐，例如代碼檢查

• 非自動(dòng)化：靜態(tài)分析工具不支持。

最后，根據(jù)分配目標(biāo)對(duì)規(guī)則進(jìn)行分類：實(shí)施，驗(yàn)證，工具鏈和基礎(chǔ)架構(gòu)。AUTOSAR C++14標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)則標(biāo)記有有關(guān)分類的信息，例如：

我如何變得順從？

MISRA聯(lián)盟在2016年發(fā)布了一份文件，標(biāo)題為“MISRA Compliance:2016實(shí)現(xiàn)對(duì)MISRA編碼準(zhǔn)則的遵守”。該文檔在業(yè)界非常受歡迎，因?yàn)樗鼭M足了定義實(shí)現(xiàn)合規(guī)性流程的非常重要的需求，并明確說明了合規(guī)性的含義。

AUTOSAR C++14沒有（至少?zèng)]有直接提供）關(guān)于達(dá)到合規(guī)性過程的任何類似指南。但是，鑒于AUTOSAR C++準(zhǔn)則是基于MISRA C++ 2008的，因此有必要再次參考MISRA標(biāo)準(zhǔn)，以尋求有關(guān)實(shí)現(xiàn)合規(guī)性流程的指南。

• 生成一個(gè)合規(guī)性矩陣，該矩陣說明每個(gè)規(guī)則的執(zhí)行方式

• 產(chǎn)生偏差程序

• 正式制定質(zhì)量管理體系內(nèi)的工作慣例

滿足這些要求意味著一些額外的文書工作。應(yīng)該發(fā)生的第一件事是對(duì)合規(guī)性矩陣的定義，這實(shí)際上是對(duì)我們將如何執(zhí)行每條準(zhǔn)則的聲明。請(qǐng)參見下面的示例： 

理想的情況是擁有一個(gè)靜態(tài)分析工具，該工具應(yīng)涵蓋盡可能多的準(zhǔn)則。無法通過靜態(tài)分析強(qiáng)制執(zhí)行的規(guī)則很可能需要手動(dòng)檢查，這很昂貴。

除了合規(guī)性矩陣外，還需要建立偏差處理程序。當(dāng)開發(fā)需要偏離特定準(zhǔn)則時(shí)，偏離程序?qū)⑿枰扇〉牟襟E正式化。按照MISRA的規(guī)定，預(yù)計(jì)

“……程序?qū)⒒跒槊總€(gè)偏差或偏差類別獲得簽字。”

——MISRA

這是一個(gè)非常重要的難題——它可以防止開發(fā)人員隨意偏離偏差概念。實(shí)際上，我們將需要某種形式的正式票據(jù)存儲(chǔ)在我們的系統(tǒng)中，以記錄源代碼中的每個(gè)偏差。這與合規(guī)性矩陣以及為實(shí)施合規(guī)性而創(chuàng)建的任何其他配置和過程描述有關(guān)。 MISRA C++2008在這里非常清楚，要求“在質(zhì)量體系內(nèi)進(jìn)行形式化”。

最后，如果MISRA C++ 2008點(diǎn)4.3中描述的所有過程均已就緒，我們可以通過證明以下內(nèi)容來聲明其合規(guī)性：

• 已完成合規(guī)性矩陣，顯示了如何強(qiáng)制執(zhí)行合規(guī)性

• 產(chǎn)品中的所有C++代碼均符合MISRA C++2008文檔的規(guī)則或有記錄的偏差

• 正在維護(hù)未遵循規(guī)則的所有實(shí)例的列表，并且每個(gè)實(shí)例都有適當(dāng)?shù)暮灻?

“MISRA Compliance:2016”文檔更新了MISRA C++2008中給出的建立法規(guī)遵從流程的指導(dǎo)。一些團(tuán)隊(duì)可能更喜歡將它用作AUTOSAR C++14遵從性過程的基礎(chǔ)，因?yàn)樗歉虑腋敿?xì)的。與MISRA C++ 2008一樣，“MISRA Compliance:2016”也需要一個(gè)正式的流程來處理偏差，并且您必須記錄每條適用指南的說明實(shí)施方法。該文檔稱為準(zhǔn)則執(zhí)行計(jì)劃（GEP）。

“MISRA Compliance:2016”擴(kuò)展了合規(guī)性流程的要求，并引入了一些新概念，例如準(zhǔn)則重新分類計(jì)劃（GRP），正式記錄了對(duì)規(guī)則類別引入的任何更改，以及準(zhǔn)則合規(guī)性摘要（GCS），這基本上是合規(guī)流程中的最后一個(gè)工件，介紹了每個(gè)準(zhǔn)則所達(dá)到的合規(guī)水平。

“MISRA Compliance:2016”還使用了MISRA C 2012中引入的規(guī)則分類，并且不同于MISRA C++ 2008和AUTOSAR C++14標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)則分類。但是，這些差異似乎并不是根本性的，采用“MISRA Compliance:2016”作為AUTOSAR C++14的基礎(chǔ)當(dāng)然是一種選擇。

在Parasoft C/C++test中支持AUTOSAR C++14

強(qiáng)制遵守諸如AUTOSAR C++14之類的編碼標(biāo)準(zhǔn)的唯一實(shí)用方法是使用靜態(tài)分析工具，例如Parasoft C/C++test，這是一種支持多種測試技術(shù)的代碼質(zhì)量工具。與任何其他代碼質(zhì)量工具相比，Parasoft C/C++test支持AUTOSAR C++。AUTOSAR C++14規(guī)則是Parasoft汽車合規(guī)性軟件包的一部分，該軟件包專門為汽車開發(fā)人員擴(kuò)展了Parasoft C/C++test的功能。除了特定于行業(yè)的靜態(tài)分析規(guī)則（例如AUTOSAR C++14，HIC++或MISRA）之外，Parasoft的Automotive Compliance Pack還提供了完善的交互式報(bào)告系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)AUTOSAR，HIC++和MISRA的要求進(jìn)行定制，并支持高效的團(tuán)隊(duì)日常工作流程。

Parasoft C/C++test使開發(fā)人員可以在不離開IDE的情況下檢查其代碼的符合性，并將掃描過程集成到服務(wù)器上的CI構(gòu)建中。借助Parasoft的汽車特定報(bào)告系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)成員可以輕松地持續(xù)監(jiān)控其合規(guī)過程。

在清理現(xiàn)有代碼庫時(shí)，團(tuán)隊(duì)可以從創(chuàng)建符合性策略的能力中受益，這些策略定義了確保測試實(shí)踐一致性的內(nèi)容。在這種情況下，建議的做法是從標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)則子集開始，并隨著代碼清除的進(jìn)行逐漸增加活動(dòng)規(guī)則的數(shù)量。通過此報(bào)告層，您可以不斷監(jiān)視代碼庫的進(jìn)度，控制偏差過程并就擴(kuò)展規(guī)則集做出有根據(jù)的決策。

我們從這里去哪里？

汽車行業(yè)正在動(dòng)態(tài)發(fā)展。在許多其他變化中，我們正在見證汽車向一種更像是使用智能手機(jī)的體驗(yàn)的轉(zhuǎn)變。以應(yīng)用程序形式購買汽車的特定功能的概念是現(xiàn)實(shí)的。長途度假？為什么不購買2周的巡航控制系統(tǒng)？

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)并可能減少開發(fā)時(shí)間，汽車行業(yè)需要在現(xiàn)代汽車所使用的硬件和軟件平臺(tái)領(lǐng)域進(jìn)行不斷的創(chuàng)新。這些創(chuàng)新需要得到不同級(jí)別的適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的支持，以確保功能安全性，質(zhì)量和安全性。AUTOSAR C++14無疑為這一過程做出了貢獻(xiàn)。

但是，標(biāo)準(zhǔn)本身只是一張紙（如果我們將它們打印出來的話），沒有工具就無法實(shí)現(xiàn)這些標(biāo)準(zhǔn)，而這些工具必須使實(shí)踐和過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并使汽車軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠?qū)Ｗ⒂谔峁└煤透呒?jí)的功能。Parasoft C/C++test是對(duì)安全性至關(guān)重要的C/C++開發(fā)的最完整解決方案，比其他任何工具供應(yīng)商都對(duì)汽車編碼標(biāo)準(zhǔn)（AUTOSAR C++，CERT C/C++，MISRA）提供更多支持，并且動(dòng)態(tài)、靈活，以及有用的報(bào)告系統(tǒng)，可讓您的整個(gè)團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)合規(guī)性。