AUTOSAR架構(gòu)簡(jiǎn)述

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流AUTOSAR架構(gòu)簡(jiǎn)述.精品文檔.請(qǐng)選擇Web Layout 瀏覽模式1. 總體概述AUTOSAR(汽車開放系統(tǒng)架構(gòu))，整車軟件系統(tǒng)可以通過AUTOSAR架構(gòu)對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)內(nèi)存及總線診斷進(jìn)行深度管理，他的出現(xiàn)有利于整車電子系統(tǒng)軟件的更新及交換，并改善系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。目前支持AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的工具和軟件供應(yīng)商都已經(jīng)推出了相應(yīng)的產(chǎn)品，提供需求管理，系統(tǒng)描述，軟件構(gòu)件算法模型驗(yàn)證，軟件構(gòu)建算法建模，軟件構(gòu)件代碼生成，RTE（Runtime Environment）生成，ECU配置以及基礎(chǔ)軟件和操作系統(tǒng)等服務(wù)，幫助OEM實(shí)現(xiàn)無縫的系統(tǒng)軟件架

2、構(gòu)開發(fā)流程。AUTOSAR計(jì)劃目標(biāo)主要有三個(gè)：1）建立獨(dú)立于硬件的分層軟件架構(gòu)；2）為實(shí)施應(yīng)用提供方法論，包括制定無縫的軟件架構(gòu)堆疊流程并將應(yīng)用軟件整合至ECU；3）制定各種車輛應(yīng)用接口規(guī)范，作為應(yīng)用軟件整合標(biāo)準(zhǔn)，以便軟件構(gòu)件在不同汽車平臺(tái)復(fù)用。2. 分層概述AUTOSAR體系架構(gòu)分層標(biāo)準(zhǔn)1） 應(yīng)用層（Application Layer）應(yīng)用層中的功能由各軟件組件SWC(software component)實(shí)現(xiàn)，組件中封裝了部分或者全部汽車電子功能，包括對(duì)其功能的具體實(shí)現(xiàn)以及描述，比如控制汽車大燈、空調(diào)等部件的運(yùn)作，但是與汽車硬件系統(tǒng)沒有連接。1.1） 軟件組件(software compo

3、nent)軟件組件SWC(software component)是由Atomic component(最小邏輯單元)組成。Atomic component最小邏輯單元有Application、Sensor/actuator(傳感器/執(zhí)行器)兩種類型。其中Application是算法實(shí)現(xiàn)了類型，能在ECU中自由映射；Sensor、Actuator是為Application提供的I/O端口類型，用于與ECU綁定，但不可像Application那樣能在各ECU上自由映射。數(shù)個(gè)SWC的邏輯集合組合成Composition。SWC組成實(shí)類1.2） 端口（ports）端口Ports是用來和其他SWC通信的

4、。通信內(nèi)容分別為Data elements（數(shù)據(jù)元）與operations（操作）。其中，Data elements用Sender/Receiver通訊方式；operations用Client/Server通訊方式。通訊方式發(fā)送-接收端口（Sender/Receiver）用來傳輸數(shù)據(jù)，具有一個(gè)通信端口可以包含多種數(shù)據(jù)類型特點(diǎn)。但如果一個(gè)數(shù)據(jù)類型要通過總線傳輸，那么它必須與一個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)起來，數(shù)據(jù)類型既可以是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類型(integer, float)，也可以是復(fù)雜類型(array, record)。通信方式:1:n或n:1?？蛻舳朔?wù)器端口（Client/Server）用來提供Operatio

5、n服務(wù)，具有一個(gè)客戶端服務(wù)器端口可以包含多種Operation和同步或是異步通信特點(diǎn)，一個(gè)客戶端服務(wù)器端口可以包含多種Operations操作，Operations操作也可被單個(gè)調(diào)用。通信方式:1:n或n:1。1.3） 可運(yùn)行實(shí)體（Runables entities）可運(yùn)行實(shí)體簡(jiǎn)稱Runnables?？蛇\(yùn)行實(shí)體包含實(shí)際實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，可以是具體的邏輯算法或是實(shí)際操作?？蛇\(yùn)行實(shí)體由RTE周期性或是事件觸發(fā)調(diào)用，如當(dāng)接收到數(shù)據(jù)。2） Runtime environment層（RTE）中間件部分給應(yīng)用層提供了通信手段，這里的通信是一種廣義的通訊，可以理解成接口，應(yīng)用層與其他軟件體的信息交互有兩種，第一種

6、是應(yīng)用層中的不同模塊之間的信息交互；第二種是應(yīng)用層模塊同基礎(chǔ)軟件之間的信息交互。而RTE就是這些交互使用的接口的集散地，它匯總了所有需要和軟件體外部交互的接口。從某種意義上來看，設(shè)計(jì)符合AUTOSAR的系統(tǒng)其實(shí)就是設(shè)計(jì)RTE。SW-C之間的通信是調(diào)用RTE API函數(shù)而非直接實(shí)現(xiàn)的，都在RTE的管理和控制之下。每個(gè)API遵循統(tǒng)一的命名規(guī)則且只和軟件組件自身的描述有關(guān)。具體通信實(shí)現(xiàn)取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置，都由工具供應(yīng)商提供的RTE Generator自動(dòng)生成的。在設(shè)計(jì)開發(fā)階段中，軟件組件通信層面引入了一個(gè)新的概念，虛擬功能總線VFB（Virtual Functional Bus）。它是對(duì)AUTOS

7、AR所有通信機(jī)制的抽象，利用VFB，開發(fā)工程師將軟件組件的通信細(xì)節(jié)抽象，只需要通過AUTOSAR所定義的接口進(jìn)行描述，即能夠?qū)崿F(xiàn)軟件組件與其他組件以及硬件之間的通信，甚至ECU內(nèi)部或者是與其他ECU之間的數(shù)據(jù)傳輸。從圖中可以看到，有三種接口描述，我們先從定義的角度來看這三種接口有什么不同。2.1）Standardized Interface（標(biāo)準(zhǔn)接口）：標(biāo)準(zhǔn)接口是在AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)中被標(biāo)準(zhǔn)化的接口，但是并沒有使用AUTOSAR接口技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)接口通常被用在某個(gè)ECU內(nèi)部的軟件模塊之間的通訊，不能用于網(wǎng)絡(luò)通訊。2.2）Standardized AUTOSAR Interface（標(biāo)準(zhǔn)AUTOSA

8、R接口）：標(biāo)準(zhǔn)AUTOSAR接口是在AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)中使用AUTOSAR接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的接口，這樣的接口的語法和語義都被規(guī)定好了，這樣的接口通常使用在AUTOSAR服務(wù)中，這樣的接口是基礎(chǔ)軟件服務(wù)提供給應(yīng)用程序的。2.3）AUTOSAR Interface（AUTOSAR接口）：AUTOSAR接口定義了軟件模塊和BSW模塊（僅僅是IO抽象和復(fù)雜驅(qū)動(dòng)）之間交互的方式，AUTOSAR接口是以port的形式出現(xiàn)的，AUTOSAR將ECU內(nèi)部的通訊和網(wǎng)絡(luò)通訊使用的接口進(jìn)行了統(tǒng)一。從上邊的定義中我們可以看出不同的接口使用的場(chǎng)景不同，及不同的模塊交互會(huì)使用到不同的接口。除了將接口歸類以外，這樣定義究竟有

9、什么實(shí)際的意義呢？從實(shí)際使用的角度來看，第一和第二類接口都是語法語義標(biāo)準(zhǔn)化的接口，即接口函數(shù)的數(shù)量、函數(shù)的名字、函數(shù)參數(shù)名字及數(shù)量、函數(shù)的功能、函數(shù)的返回值都已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)里邊定義好了。不同的公司的軟件在實(shí)施這些接口的時(shí)候雖然內(nèi)容算法不同，但是它們長(zhǎng)相和功能是一致的，接口定義在AUTOSAR規(guī)范文檔里邊是可以查得到的。第三類接口呢，AUTOSAR僅僅規(guī)定了簡(jiǎn)單的命名規(guī)則，這類接口高度的和應(yīng)用相關(guān)，比如BCU控制大燈打開的接口可以是Rte_Call_RPort_BeamLight_SetDigOut也可以是Rte_Call_RPort_HeaderLight_Output，公司可以自己定義，又比如儀

10、表想要從CAN總線上獲得車速，改接口可以是Rte_IRead_RE_Test_RPort_Speed_uint8也可以是Rte_IRead_Test_RE_RPort_Spd_uint8，這些接口必須通過RTE交互。3）Basic software層（BSW）雖然汽車中有各種不同的ECU，它們具有各種各樣的功能，但是實(shí)現(xiàn)這些功能所需要的基礎(chǔ)服務(wù)是可以抽象出來的，比如IO操作，AD操作，診斷，CAN通訊，操作系統(tǒng)等，無非就是不同的ECU功能，所操作的IO、AD代表不同的含義，所接收發(fā)送的CAN消息代表不同的含義，操作系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)周期優(yōu)先級(jí)不同。這些可以被抽象出來的基礎(chǔ)服務(wù)被稱為基礎(chǔ)軟件。根據(jù)不

11、同的功能對(duì)基礎(chǔ)軟件繼續(xù)可以細(xì)分成四部分，分別為服務(wù)層（Service Layer），ECU抽象層（ECU Abstract Layer），復(fù)雜驅(qū)動(dòng)（Complex Driver）和MCAL（Microcontroller Abstraction Layer），四部分之間的互相依賴程度不盡相同。3.1）服務(wù)層（Service Layer），這一層基礎(chǔ)軟件提供了汽車ECU非應(yīng)用相關(guān)的服務(wù)，包括OS，網(wǎng)絡(luò)通訊，內(nèi)存管理（NVRAM），診斷（UDS，故障管理等），ECU狀態(tài)管理模塊等，它們對(duì)ECU的應(yīng)用層功能提供輔助支持，這一層軟件在不同領(lǐng)域的ECU中也非常相似，例如不同的ECU中的OS的任務(wù)周期和優(yōu)

12、先級(jí)不同，不同的ECU中的NVRAM的分區(qū)不同，存儲(chǔ)的內(nèi)容不同。3.2）ECU抽象層（ECU Abstract Layer），這一層軟件提供了ECU應(yīng)用相關(guān)的服務(wù)，它是對(duì)一個(gè)ECU的抽象，它包括了所有的ECU的輸入輸出，比如AD，DIO，PWM等，這一層軟件直接實(shí)現(xiàn)了ECU的應(yīng)用層功能，可以讀取傳感器狀態(tài)，可以控制執(zhí)行器輸出，不同領(lǐng)域的ECU會(huì)有很大的不同。3.3）MCAL（Microcontroller Abstraction Layer），這一層軟件是對(duì)ECU所使用的主控芯片的抽象，它跟芯片的實(shí)現(xiàn)緊密相關(guān)，是ECU軟件的最底層部分，直接和主控芯片及外設(shè)芯片進(jìn)行交互，它的作用是將芯片提供的功能抽象成接口，然后把這些接口提供給上邊的服務(wù)層/ECU抽象層使用。3.4）復(fù)雜驅(qū)動(dòng)（Comple