摘 要
Adaptive AUTOSAR R24-11版本相较于R21-11，实现了从架构设计到功能实现的全面升级，主要体现在AP平台稳定性提升、机器配置优化、CP+AP一体化深化以及通信协议栈增强等方面。本文重点对比了 R24-11 与 R21-11 两个主要版本之间的关键变化，涵盖架构设计、通信协议、功能安全、信息安全以及工具链等多个方面，旨在为开发者提供清晰的升级路径参考，并为整车厂和Tier1厂商在平台选型时提供决策依据。
引 言
目前，市场上大多数采用 AP（AUTOSAR Adaptive Platform）的 OEM 及其工具链供应商仍基于 R20-11 或 R21-11 版本开展开发工作。部分厂商甚至考虑跳过 R22-11 和 R23-11 版本，计划在未来一年内直接升级至 R24-11，以便更快速地支持最新的行业标准特性，提升产品的技术先进性与市场竞争力。
AP 是面向未来高算力车载系统的开放式软件平台标准，其目标是实现灵活部署、高效通信及安全可靠的软件运行环境。R21-11版本确立了AP平台的基础框架，而R24-11则在此基础上进行了系统性优化与增强，标志着 AP 平台正式迈入可量产阶段。
01 架构演进：从基础融合到深度优化
1.1 AP平台稳定性提升
与 R21-11相比，R24-11 通过系统性地加强 API 的稳定性设计，显著提升了在不同 OEM 和车型间的可重用性，从而有效降低了开发与维护成本，提高了工程效率。该版本引入了线程安全机制、统一的异常处理规范以及错误代码回滚功能，大幅减少了因数据竞争等问题引发的系统崩溃风险，增强了整体系统的健壮性。此外，R24-11中的 Vehicle API 设计支持向后兼容，确保了旧版本接口在系统升级过程中仍能正常运行，保障了系统的平滑演进，避免了因接口变更带来的兼容性问题。相较之下，R21-11 虽然已开始关注平台稳定性，但其优化主要集中在特定模块（如 PHM 和 UCM 的容错能力）层面，尚未形成全面、系统性的稳定性保障机制。
1.2 CP+AP一体化趋势
从AUTOSAR R21-11开始，CP和AP在架构及方法论方面首次出现融合迹象，R22-11首次明确提出“跨平台”概念，而R24-11则进一步深化了这一趋势。R21-11主要通过架构及方法论的融合，引入跨平台功能（如V2X支持、统一通信接口），但方法论仍部分独立。AUTOSAR CP（经典平台）和AP（自适应平台）的一体化趋势在R24-11版本中得到了进一步深化：
1) Vehicle Data Protocol (VDP)
R24-11引入了 Vehicle Data Protocol，旨在解决集中式电子架构（如HPC和ZCU）中的数据采集与传输问题。传统方法存在静态配置不灵活、采样与传输强耦合等问题，而VDP通过动态配置（如动态VDP Slot ID + 结构化描述）、独立模式（如Cyclic采样 + On-Request传输）以及数据压缩技术（DDLE编码 + 相对时间戳），实现了跨平台数据的标准化交互。
CP与AP协同：VDP作为Foundation层的新特性，同时服务于CP和AP，使得两类平台能基于统一协议交换车辆数据（如传感器数据、诊断信息）
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2) DDS协议的深度整合**
R24-11进一步优化了数据分发服务（DDS）在AP和CP中的互操作性：
- 在Foundation层，新增了DDS服务发现协议（FO_PRS_DDSServiceDiscoveryProtocol）和通信协议（FO_PRS_DDSCommunicationProtocol），简化了AP与CP之间的数据通信43。
- 支持面向服务（SOME/IP）与面向数据（DDS）通信的混合模式，适应不同场景需求（如实时控制CP vs. 高性能计算AP）
3) 工具链与配置管理的融合
- Feature Graph（特性概览图）
R24-11推出了Feature Graph工具，以可视化思维导图形式（.mm文件、ARXML、PDF）展示AUTOSAR功能特性及其层级关系。这一工具覆盖CP和AP的共性需求，例如：
- 明确标注哪些特性是强制或可选（如CP的I2C驱动、AP的Automotive API）。
- 帮助开发者快速定位跨平台需求（如安全机制、通信协议），减少配置冲突。
自适应平台机器配置（APMC）
建模方法
R24-11借鉴经典平台（CP）的成熟方法论，通过 M1 模型标准化配置流程，使自适应平台的部署更接近 CP 的开发规范，有效降低跨平台开发复杂度，为汽车软件系统的高效构建与维护提供了更强支撑。具体来说，从传统基于 M2 元模型的建模方式转向以 M1 模型为核心的配置管理。相较于 R21-11 中因目标配置波动导致 ARXML 架构不稳定、动态调整能力受限的问题，R24-11 针对自适应平台特性（如动态部署、异构核监控）对 M1 层进行了深度定制，显著提升了灵活性与稳定性。基于 M1 的目标配置模型结构更简洁，支持默认值定义、多重性配置及供应商扩展，既贴近用户需求，又提高了变更响应速度与用户体验。
4) 安全与实时性的协同设计
- 功能安全策略的统一
- CP的ASIL-D级安全监控（如硬件加速API）与AP的冗余设计（如进程健康管理PHM）在R24-11中通过State Management协调。例如，CP可监控硬件状态，AP则负责动态降级策略。
- SecOC（安全车载通信）和E2E保护同时在CP和AP中优化，确保跨平台通信的完整性。
- 实时性增强
- AP在R24-11中强化了线程安全性和异常处理机制，使其更接近CP的确定性时序要求，支持混合部署场景。
02 整体架构层面的变化
1. 引入了 Automotive API Gateway**
- 新增了一个新的功能模块：Automotive API Gateway，用于统一管理和转发车辆内外的API调用。
- 这是首次正式发布这个功能模块，属于新增的重要能力。
2. 逻辑视图更新 & 架构描述增强**
- 更新了多个核心模块的逻辑架构图，比如状态管理、日志追踪、时间同步等。
- 明确了设计原则和模式，增强了文档可读性和系统一致性。
R21-11的架构图如下：
R24-11的架构图如下：
AP架构被重新划分为基础层（Foundation）、平台服务（Platform Service）、标准化应用/接口（Standardized App/Interface）和车辆服务（Vehicle Service）。Vehicle Service的功能组（FC）无需在每个AP机器上部署，而只需在整车范围内实现，从而优化了资源分配，降低了系统复杂性。
R24-11 更加注重系统架构的松耦合、高实时性和可扩展性，适应高性能多核控制器的发展趋势。
网络协议支持方面，R24-11实现了对IPv6的全面支持，而R21-11仅支持IPv4。R21-11的通信协议栈主要聚焦于SOME/IP和基础SOA架构，支持发布/订阅、分包传输（SOME/IP-TP）等基础功能。相比之下，R24-11不仅新增了IPv6支持，还优化了SOME/IP的动态服务控制功能，允许应用层动态启动和停止服务，显著增强了服务导向架构（SOA）的灵活性。此外，R24-11还强化了网络字节序编码规则，提高了不同硬件平台的一致性和互操作性。
R24-11 显著增强了通信协议的多样性与安全性，尤其是面向智能驾驶与云端互联的新需求。
诊断功能模块在R24-11中实现了质的飞跃。R21-11的诊断功能主要基于本地UDS协议，通过DCM、DEM、FIM等模块支持故障记录与功能抑制，但局限于车内诊断。R22-11则引入了SOVD（Service-Oriented Vehicle Diagnostics）模块，实现了远程诊断功能，使外部系统（如云端）能够访问车辆诊断数据。这一扩展极大提升了诊断的便捷性和效率，支持更广泛的车外应用场景。同时，R24-11还优化了诊断通信管理（DCM）模块，增强了诊断服务的分配和执行机制。
安全机制的演进同样显著。R21-11主要依赖SecOC模块进行数据加密与完整性验证（MAC），支持本地IAM访问控制及PHM的确定性监控，但缺乏防火墙和远程IAM支持。R24-11则新增了Firewall模块和远程IAM功能，强化了SOME/IP的ACL访问控制列表，并引入Automotive API Gateway组件，支持VISS/VSS标准的数据安全转换。此外，R24-11还优化了加解密模块API接口，增强了功能安全需求的定义。这些改进使安全机制更加全面，能够应对日益复杂的汽车网络安全挑战。
R24-11 在功能安全和信息安全方面均实现了重要升级，为高安全等级应用场景提供坚实支撑。
03 通信协议栈改进：从基础协议到确定性网络
1)SOME/IP协议在R24-11中获得了显著增强。R21-11的SOME/IP支持基础功能，包括发布/订阅、分包传输（SOME/IP-TP）以及字符串处理规则等，但应用层无法动态控制服务启停。R24-11则新增了应用层动态服务控制功能，允许根据需求灵活启动和停止服务，大大增强了系统的可扩展性。同时，R24-11优化了序列化机制，支持更复杂的数据结构（如结构体、联合体），提高了数据传输的效率和灵活性。此外，R24-11还明确了SOME/IP头字段的网络字节序编码规则，解决了潜在的数据解析问题。
2) TSN（时间敏感网络）支持是R24-11的另一重要改进。R21-11版本中未明确支持TSN协议，通信主要依赖传统以太网。R24-11则深度整合了TSN，包括时间同步（IEEE 802.1AS-2020）和AVB（音频视频桥接）传输层，显著提升了网络通信的确定性和实时性。这一改进对于自动驾驶等对时间敏感的应用场景尤为重要，能够确保关键数据在预定时间内可靠传输。
3) Raw Data Stream是R24-11引入的全新协议，Adaptive AUTOSAR R24-11 引入了 Raw Data Stream 协议，用于高效传输动态非结构化数据（如传感器原始流），解决了传统通信的带宽和灵活性瓶颈。
04 开发方法与工具链变化：
从域控制器到整车层面
1) API稳定性的系统性提升是R24-11开发方法的重要改进。R21-11虽然开始关注API稳定性，但主要通过特定模块（如ara::phm的健康监控）的优化来实现，缺乏整体性保障。R24-11则通过线程安全机制、异常处理规范及错误代码回滚机制，系统性地保障API的稳定性，确保API在不同版本和供应商之间的兼容性。这种改进使API更加可靠，为上层应用开发提供了坚实基础。
2)生命周期管理在R24-11中实现了重大突破。R21-11的Execution Management（EM）模块主要负责管理进程的启动/终止顺序和依赖关系，但缺乏弃用机制和长期维护策略。
05 标准文档与方法论改进：
从分散到结构化
Feature Graph（特性图）是R24-11引入的重要文档化改进。以往，AUTOSAR的功能特性分散在平铺式的文档中，功能特性之间的层级关系难以梳理，查找和理解特定功能较为困难。R24-11通过Feature Graph将这些功能特性整理成类似思维导图的层级结构，通过Tag号码标记Feature，使用户能够更清晰地了解AUTOSAR系统所包含的功能特性及其层级位置。这种结构化文档管理方式极大提高了需求管理的便利性和效率。相比之下，R21-11缺乏这一特性，文档管理相对分散。 R24-11通过APMC和Feature Graph统一配置管理，支持混合部署需求。
06 未来发展方向与行业影响
从R21-11到R24-11的演进，反映了AUTOSAR标准在应对汽车电子架构向集中化和智能化转型过程中的持续努力。R24-11的发布标志着AUTOSAR AP平台已进入成熟阶段，大多数AP规范已达到量产级别的稳定状态，为AP平台在正式量产车上的广泛应用奠定了基础。
这一演进对汽车行业的影响深远。首先，CP+AP一体化使基础软件能够同时搭载在车载域控制器和中央计算机等平台上，实现了安全域与高性能计算域的协同工作，满足新一代处理器的应用需求。其次，远程功能扩展（如SOVD远程诊断、远程IAM）使车辆能够更好地与外部系统（如云端）协同工作，支持软件定义汽车的发展趋势。最后，通信协议栈的增强（如TSN支持、VDP协议）提升了网络通信的确定性和效率，为自动驾驶等新兴应用提供了更好的支持。
对于开发者而言，从R21-11升级到R24-11需要关注架构设计、功能实现和工具链适配等多个方面。APMC的M1/M2分层策略变化需要重新设计配置模型，API稳定性增强需要调整代码实现以适应新的规范，新功能模块（如SOVD、Firewall）的引入则需要学习新的接口和使用方法。同时，工具链的全面升级也为开发提供了更多便利，但也需要适应新的开发流程和工具使用方式。
整体演进趋势
- R21-11 是 AUTOSAR AP 的里程碑版本，确立了现代智能汽车软件架构的基础；
- R24-11 则是迈向实用化、成熟化的重要迭代，重点在于：
- 架构精简与模块职责明确化；
- 异构计算支持与时间敏感网络整合；
- 通信协议多样化与安全机制强化；
对于开发者而言，升级到 R24-11 意味着更高的开发效率、更强的安全保障以及更广的应用适配性，特别是在构建新一代域控制器和中央计算平台时，R24-11 提供了更坚实的底层支撑。
参考文献：
[1]Explanation of Adaptive Platform Design AUTOSAR AP R24-11
[2]Explanation of Adaptive Platform Design AUTOSAR AP R21-11
[3]https://zhuanlan.zhihu.com/p/...
[4]https://blog.csdn.net/usstmir...
[5]Explanation of Adaptive Platform Software Architecture AUTOSAR AP R24-11
[6]Requirements of State Management AUTOSAR AP R24-11
[7]Specification of Raw Data Stream AUTOSAR AP R24-11
[8] AUTOSAR AP R24-11 Specification Bundle
[9] AUTOSAR AP R21-11 Release Notes
[10]《Adaptive AUTOSAR技术白皮书》2023版
[11]IEEE 802.1AS-2020标准文档
[12]https://blog.csdn.net/gzjimzh...
[13] http://www.jccj.net/redian/74...
END
作者：蓝天白云
来源：汽车电子与软件
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