汽車電子控制器處理芯片及ECU板級(jí)抽象技術(shù)研究報(bào)告.doc

密級(jí)： 汽車電子控制器處理芯片及ECU板級(jí)抽象技術(shù)研究報(bào)告編號(hào)TM-DMP-01-RD-PRE-013擬制陳麗蓉日期 2010 年 2 月 1 日審核日期 年 月 日會(huì)簽日期 年 月 日標(biāo)準(zhǔn)化日期 年 月 日批準(zhǔn)日期 年 月 日顧客/代表日期 年 月 日此文檔版權(quán)歸北京科銀京成技術(shù)有限公司所有。未經(jīng)公司許可，文檔內(nèi)容不得以任何方式外傳。修訂歷史記錄日期&修訂人修訂記錄版本標(biāo)識(shí)備注2010/4/20陳麗蓉完成初稿V1.02010-4-29趙煥宇增加硬件特征描述V1.1 北京科銀京成技術(shù)有限公司 汽車電子控制器處理芯片及ECU板級(jí)抽象技術(shù)研究報(bào)告目 錄引言1背景1概述1縮寫詞和名詞定義1參考資料21 AUTOSAR國際標(biāo)準(zhǔn)分析31.1 系統(tǒng)概述31.2 微控制器抽象層71.3 復(fù)雜驅(qū)動(dòng)171.4 ECU抽象層191.6 抽象接口實(shí)現(xiàn)示例321.7 主要參考的AUTOSAR規(guī)范列表352 主流汽車電子嵌入式微處理器及ECU硬件特性分析372.1 MPC563X嵌入式微處理器特性372.2 MPC5554特性382.3 MPC555特性392.4 9S12X特性402.5 9S12DP512特性412.6 HCS08特性412.7 STM08特性423 開發(fā)環(huán)境433.1 基礎(chǔ)開發(fā)工具433.2 配置生成工具444 國內(nèi)汽車廠商應(yīng)用需求分析444.1 一汽應(yīng)用需求分析444.2 上汽應(yīng)用需求分析504.3 奇瑞應(yīng)用需求分析504.4 長(zhǎng)安應(yīng)用需求分析505 汽車電子控制器處理芯片及ECU板級(jí)抽象軟件實(shí)現(xiàn)策略515.1 控制器處理芯片抽象軟件實(shí)現(xiàn)策略515.2 ECU板級(jí)抽象軟件實(shí)現(xiàn)策略5146引言背景本項(xiàng)目來源于核高基重大專項(xiàng)3-1課題：實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境，本項(xiàng)目為該課題的分課題：汽車電子硬件抽象技術(shù)研究。在分課題中，科銀京成將以總課題組制定的汽車電子基礎(chǔ)軟件平臺(tái)體系規(guī)范為基礎(chǔ)，通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的充分研究，以及汽車電子控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)的詳細(xì)調(diào)研，研究汽車電子硬件抽象的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)汽車電子基礎(chǔ)軟件平臺(tái)中的硬件驅(qū)動(dòng)軟件模塊，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電子控制單元（ECU）和微控制器外部設(shè)備的抽象，為汽車電子基礎(chǔ)軟件平臺(tái)中其他相關(guān)的軟件組件如嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與系統(tǒng)服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)、通信服務(wù)等各種服務(wù)及管理組件（包括驅(qū)動(dòng)自身的管理組件）提供支持和功能調(diào)用、以及系統(tǒng)的引導(dǎo)啟動(dòng)、系統(tǒng)軟件加載等支撐服務(wù)；為支撐本課題組形成汽車電子應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試、仿真、集成、測(cè)試、部署的一體化工具環(huán)境，提供與硬件適配相關(guān)的圖形化配置工具、部署工具及接口，以便在進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)時(shí)能有效地完成硬件相關(guān)的配置和使用。概述本文檔將從以下幾方面描述有關(guān)汽車電子控制器處理芯片及ECU板級(jí)抽象技術(shù)研究的內(nèi)容：l AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)分析l 主流汽車電子嵌入式微處理器及ECU硬件特性分析l 開發(fā)環(huán)境l 國內(nèi)汽車廠商應(yīng)用需求分析l 汽車電子控制器處理芯片及ECU板級(jí)抽象軟件實(shí)現(xiàn)策略縮寫詞和名詞定義縮寫、術(shù)語解 釋AUTOSARAUTomotive Open System Architecture 汽車開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DIODigital Input/Output 數(shù)字輸入/輸出ADCAnalogue Digital Converter 模數(shù)轉(zhuǎn)換器SPISerial Peripheral Interface 串行外設(shè)接口PWMPulse Width Modulation 脈沖寬度調(diào)制PORT端口ICUInput Capture Unit 輸入捕獲單元Watchdog看門狗FLASH閃存EEPROM電子可檫除、可編程只讀存儲(chǔ)器RAM test內(nèi)存測(cè)試CANController Area Network 控制器局域網(wǎng)Timer定時(shí)器SCI串行通信接口參考資料l AUTOSAR 3.1系列規(guī)范l 各種汽車電子嵌入式微處理器芯片手冊(cè)、ECU板級(jí)資料1 AUTOSAR國際標(biāo)準(zhǔn)分析以AUTOSAR 3.1為參考，對(duì)汽車電子基礎(chǔ)軟件架構(gòu)進(jìn)行分析，通過對(duì)AUTOSAR、OSEK國際規(guī)范的分析和研究，包括在：標(biāo)準(zhǔn)接口、配置描述語言、基本數(shù)據(jù)類型、文件組織結(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤處理機(jī)制等內(nèi)容上，集合國內(nèi)整車廠商和零部件廠商的實(shí)際需求，形成自主汽車電子基礎(chǔ)軟件規(guī)范中關(guān)于汽車電子硬件抽象層（板載設(shè)備抽象、存儲(chǔ)器抽象、通信器件抽象、I/O硬件抽象等）統(tǒng)一接口規(guī)范。1.1 系統(tǒng)概述圖1展示了AUTOSAR軟件架構(gòu)的主要層次關(guān)系，總體上可分為應(yīng)用層、運(yùn)行時(shí)環(huán)境、基礎(chǔ)層（包括操作系統(tǒng)與系統(tǒng)服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)、通信服務(wù)、硬件抽象與驅(qū)動(dòng)層）。圖1 AUTOSAR嵌入式軟件架構(gòu)圖2 AUTOSAR嵌入式軟件分層架構(gòu)圖3 AUTOSAR嵌入式軟件各層次模塊目標(biāo)硬件環(huán)境適配層處于汽車電子基礎(chǔ)軟件平臺(tái)中最底層的位置，其作用是向上層軟件屏蔽微控制器和ECU硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)的細(xì)節(jié)和差異，是降低汽車電子應(yīng)用軟件與硬件的相關(guān)性，提高汽車電子應(yīng)用軟件和功能組件可重用性和可移植性的重要技術(shù)手段。本課題中目標(biāo)硬件環(huán)境適配層由硬件抽象層和設(shè)備驅(qū)動(dòng)層組成，如下圖所示：圖4 目標(biāo)硬件環(huán)境適配層注：上圖中Flash Check，Ext Watchdog Driver，Ext EEPROM Driver，Ext Flash Driver，Ext Can Driver，Ext FlexRay Driver，Complex Driver等7個(gè)基礎(chǔ)軟件模塊目前不屬于AUTOSAR 3.1的規(guī)范。設(shè)備驅(qū)動(dòng)層提供控制和訪問設(shè)備的功能，由以下模塊組成：1、 通信驅(qū)動(dòng)程序ECU板上（如SPI）和車輛通信（如CAN）的驅(qū)動(dòng)程序。2、 I/O驅(qū)動(dòng)程序模擬和數(shù)據(jù)I/O（如ADC、PWM、DIO）的驅(qū)動(dòng)程序。3、 存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)程序片上存儲(chǔ)設(shè)備（如內(nèi)部FLASH、內(nèi)部EEPROM）及內(nèi)存映射的外部存儲(chǔ)設(shè)備（如外部FLASH）驅(qū)動(dòng)程序。4、 微控制器驅(qū)動(dòng)程序其它內(nèi)部設(shè)備（如Watchdog、通用時(shí)鐘）的驅(qū)動(dòng)程序；直接訪問微控制器的功能（如核心調(diào)試）。設(shè)備抽象層對(duì)ECU板上設(shè)備的物理特性進(jìn)行抽象，向操作系統(tǒng)、系統(tǒng)服務(wù)和支撐服務(wù)提供統(tǒng)一的訪問接口。汽車電子硬件抽象技術(shù)的研究必要性，主要由于汽車電子系統(tǒng)應(yīng)用的硬件環(huán)境差異軟大，因此，如何有效地使汽車電子系統(tǒng)軟件應(yīng)用于各種不同的應(yīng)用環(huán)境是汽車電子發(fā)展中必須解決的關(guān)鍵問題，經(jīng)過不斷的發(fā)展，在操作系統(tǒng)內(nèi)核和各類服務(wù)層軟件與微控制器硬件之間新增加抽象技術(shù)，包含操作系統(tǒng)內(nèi)核和各類服務(wù)層及硬件所要求的所有功能，通過標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的接口與上層操作系統(tǒng)和各類服務(wù)進(jìn)行交互，向底層硬件傳遞信息，這樣就有效地屏蔽了底層硬件的多樣性，上層操作系統(tǒng)和各類服務(wù)不再直接面對(duì)具體的硬件環(huán)境，使硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)得到了很好分離，大大提高了移植性和重用性。對(duì)汽車電子硬件抽象技術(shù)的研究主要達(dá)到的目標(biāo)是：隱藏特定平臺(tái)的硬件接口細(xì)節(jié)，為操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)內(nèi)核、系統(tǒng)服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)、通信服務(wù)、提供所需硬件支持的所有功能和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，使其具有與硬件無關(guān)性，可在多種硬件平臺(tái)上進(jìn)行移植，從軟硬件測(cè)試的角度來看，軟硬件的測(cè)試工作都可分別基于硬件抽象層來完成，使得軟硬件測(cè)試工作的并行進(jìn)行成為可能。1.2 微控制器抽象層圖5 微控制器抽象層模塊圖1.2.1 通信驅(qū)動(dòng)通信驅(qū)動(dòng)層主要包括：SPI驅(qū)動(dòng)、LIN驅(qū)動(dòng)、CAN驅(qū)動(dòng)、FlexRay驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容。1.2.1.1 SPI驅(qū)動(dòng)（SPI Handler Driver）SPI驅(qū)動(dòng)提供外設(shè)的SPI讀寫通信控制驅(qū)動(dòng)。在很多ECU中，許多板載硬件設(shè)備如外部EEPROM，外部I/O ASIC，外部看門狗等，通過SPI與微控制器連接，如下圖所示。圖6 通過SPI接口訪問各種板級(jí)外設(shè)SPIHandlerDriver允許多個(gè)客戶端對(duì)一個(gè)或多個(gè)SPI總線的并發(fā)訪問。為了抽象SPI的特征，SPIHandlerDriver要直接處理微控制器中的片選引腳。這就意味著這些引腳對(duì)DIO驅(qū)動(dòng)無效。SPI總線是一種主從多節(jié)點(diǎn)總線系統(tǒng)，主節(jié)點(diǎn)設(shè)置片選（CS）來選擇一個(gè)從節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。SPI有一個(gè)4線的同步串行接口。使用片選線來激活數(shù)據(jù)通信。SPI模塊提供基于通道的對(duì)SPI總線上的不同設(shè)備的讀、寫和傳輸訪問。SPI通道代表數(shù)據(jù)元素（8到16比特）。這些通道可能是順序組合的，不能夠被中斷。通道有一個(gè)靜態(tài)配置定義的波特率、片選等等。SPI設(shè)備通常由所使用的SPI硬件單元和相關(guān)的片選線來標(biāo)識(shí)。這個(gè)模塊能夠作為SPI主節(jié)點(diǎn)來使用。這個(gè)軟件模塊的功能范圍應(yīng)該是可靜態(tài)配置的，以盡可能多的適應(yīng)每個(gè)ECU的時(shí)間需要。那就是說，比如同步的、異步的、或者兩者都有的SPI訪問都可以存在于ECU。因此，兩個(gè)SPI驅(qū)動(dòng)可以存在，但僅有一個(gè)處理接口。SPI處理程序/驅(qū)動(dòng)提供了一些服務(wù)來對(duì)通過SPI總線連接的設(shè)備進(jìn)行讀寫。它提供了所需的機(jī)制來配置片上SPI外設(shè)。單片式的SPI處理程序/驅(qū)動(dòng)包含處理和驅(qū)動(dòng)功能。它的主要目標(biāo)是充分利用每個(gè)微控制器的特性，使得依賴于靜態(tài)配置的實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，以盡可能多的適應(yīng)ECU的需要。1.2.1.2 LIN驅(qū)動(dòng)LIN驅(qū)動(dòng)為上層的LIN 接口模塊提供硬件抽象接口，負(fù)責(zé)對(duì)LIN 硬件進(jìn)行控制，比如初始化。對(duì)于屬于相同LIN硬件單元LIN驅(qū)動(dòng)模塊支持多路通道。只支持LIN2.0主節(jié)點(diǎn)。其軟件架構(gòu)如下圖：圖7 LIN Driver架構(gòu)LIN驅(qū)動(dòng)是最底層的一部分，執(zhí)行硬件訪問和為上層提供硬件無關(guān)的API。上層唯一能夠訪問到LIN驅(qū)動(dòng)的就是LIN接口。一個(gè)LIN驅(qū)動(dòng)能夠支持一個(gè)以上的通道。LIN驅(qū)動(dòng)能夠處理一個(gè)或多個(gè)屬于相同LIN硬件單元的LIN通道。1.2.1.3 CAN驅(qū)動(dòng)CAN驅(qū)動(dòng)為上層的CAN 接口模塊提供硬件抽象接口，負(fù)責(zé)對(duì)CAN硬件傳輸進(jìn)行初始化，實(shí)現(xiàn)事件通知，控制屬于相同CAN硬件單元的CAN控制器。CAN驅(qū)動(dòng)盡可能合理地隱藏了相關(guān)CAN控制器的硬件專用性。CAN驅(qū)動(dòng)是最底層的一部分，為上層執(zhí)行對(duì)硬件的訪問和提供硬件無關(guān)的API。上層中唯一能夠訪問CAN驅(qū)動(dòng)的是CAN接口。如果幾個(gè)CAN控制器屬于相同的CAN硬件單元，那么它們能夠由CAN驅(qū)動(dòng)來控制。一個(gè)CAN控制器總是與一個(gè)物理通道相關(guān)聯(lián)。它被允許與總線上的物理通道相連接，不管CAN接口是否將相關(guān)的CAN控制器分別對(duì)待。1.2.1.4 FlexRay驅(qū)動(dòng)FlexRay驅(qū)動(dòng)為上層的FlexRay 接口模塊提供硬件抽象接口，負(fù)責(zé)對(duì)FlexRay 硬件傳輸進(jìn)行初始化，實(shí)現(xiàn)事件通知，控制屬于相同F(xiàn)lexRay 硬件單元的FlexRay 控制器。FlexRay驅(qū)動(dòng)模塊必須為FlexRay接口模塊、API的使用者提供統(tǒng)一接口，以訪問許多FlexRay通信控制器，這些控制器通常是相同類型的。FlexRay驅(qū)動(dòng)是一個(gè)軟件層，它將抽象功能請(qǐng)求映射到CC專用硬件的序列上。CC的硬件實(shí)現(xiàn)將從FlexRay接口隱藏。1.2.2 I/O驅(qū)動(dòng)1.2.2.1 ICU驅(qū)動(dòng)ICU輸入捕獲單元驅(qū)動(dòng)：對(duì)周期性輸入信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)以及占空比測(cè)量，計(jì)算脈沖，解調(diào)脈寬調(diào)制信號(hào)，捕獲非周期輸入信號(hào)，產(chǎn)生相應(yīng)的中斷或喚醒中斷。ICU驅(qū)動(dòng)提供了下列特性：周期性的、低端的、高端的時(shí)間測(cè)量邊緣檢測(cè)和通知邊緣計(jì)數(shù)邊緣時(shí)間戳，可用于獲取非周期的信號(hào)喚醒中斷對(duì)于信號(hào)邊緣檢測(cè)來說，需要使用捕獲比較單元的邊緣檢測(cè)器或外部時(shí)間的中斷控制器。對(duì)于信號(hào)測(cè)量來說，需要一個(gè)捕獲計(jì)時(shí)器以及至少一個(gè)捕獲寄存器。ICU調(diào)制PWM信號(hào)，計(jì)算脈沖，測(cè)量頻率和責(zé)任（duty）周期，產(chǎn)生簡(jiǎn)單的中斷以及喚醒中斷。為了保證數(shù)據(jù)一致性，應(yīng)該提供可重入的代碼。時(shí)間單元節(jié)拍為了從寄存器值中獲得時(shí)間，需要知道振蕩器頻率、預(yù)定標(biāo)器等等。因?yàn)檫@些設(shè)置是在MCU模塊中或其它模塊中產(chǎn)生的，不可能計(jì)算這些時(shí)間。因此，時(shí)間和節(jié)拍之間的轉(zhuǎn)換是由上層負(fù)責(zé)的。1.2.2.2 PWM驅(qū)動(dòng)PWM脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)對(duì)微控制器內(nèi)部PWM端口進(jìn)行初始化和控制。每個(gè)PWM通道都連接到一個(gè)屬于微控制器的硬件PWM上。該驅(qū)動(dòng)提供了初始化和控制微處理器內(nèi)部的PWM的服務(wù)。PWM模塊產(chǎn)生有不同脈沖寬度的脈沖。1.2.2.3 ADC驅(qū)動(dòng)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)：負(fù)責(zé)對(duì)微控制器內(nèi)部ADC端口進(jìn)行初始化和控制。ADC驅(qū)動(dòng)初始化并控制微控制器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。該驅(qū)動(dòng)包含一系列的基本功能函數(shù)。為了能夠在某些特殊的應(yīng)用中進(jìn)行信號(hào)的頻率分析（例如，快速傅立葉變換），就需要加強(qiáng)流式存取的功能。ADC驅(qū)動(dòng)提供以下服務(wù)：信號(hào)值結(jié)果的訪問模式流式訪問。通常，ADC通道的變換請(qǐng)求通過ADC通道組來進(jìn)行控制。通道組可以運(yùn)行于持續(xù)的變換模式或者單觸發(fā)變換模式。變換處理和交互作用：在同一時(shí)刻，ADC驅(qū)動(dòng)要管理一個(gè)以上的被配置成不同變換模式的組。轉(zhuǎn)換過程：通常，ADC通道的轉(zhuǎn)換請(qǐng)求通過ADC通道組來進(jìn)行控制。一個(gè)組可以運(yùn)行于持續(xù)的轉(zhuǎn)換模式或者單觸發(fā)轉(zhuǎn)換模式。單觸發(fā)轉(zhuǎn)換模式的觸發(fā)條件也要被配置和控制。如果通道運(yùn)行于不同的模式（例如，在普通操作時(shí)采用持續(xù)的轉(zhuǎn)換模式，在特定時(shí)間點(diǎn)的特殊轉(zhuǎn)換時(shí)使用單觸發(fā)或者按照命令的轉(zhuǎn)換方式），通道必須被分配給擁有不同操作模式的多個(gè)組。為了改變組間共享的通道的操作模式，應(yīng)用程序必須停止任何對(duì)包含指定通道的組的當(dāng)前轉(zhuǎn)換，然后啟動(dòng)包含指定通道的新組的轉(zhuǎn)換。為了讓應(yīng)用程序能夠在任何時(shí)候執(zhí)行立即轉(zhuǎn)換，就要定義一個(gè)按照命令的轉(zhuǎn)換方式。它必須掛起組轉(zhuǎn)換，然后在按照命令的轉(zhuǎn)換活動(dòng)完成后重新激活它。1.2.2.4 DIO驅(qū)動(dòng)DIO數(shù)字化I/O驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)對(duì)DIO通道的管腳和組以及端口進(jìn)行讀寫。DIO驅(qū)動(dòng)提供基于端口和通道的、對(duì)內(nèi)部通用I/O斷點(diǎn)的讀和寫訪問。這里的讀和寫并不被緩沖。這個(gè)驅(qū)動(dòng)的基本行為是同步的。DIO驅(qū)動(dòng)提供了用于對(duì)下列設(shè)施進(jìn)行讀、寫的服務(wù)：DIO通道（引腳）DIO端口DIO通道組這些服務(wù)的行為是同步的。該模塊工作于引腳和端口上，由PORT驅(qū)動(dòng)來對(duì)它進(jìn)行配置。因此，在DIO驅(qū)動(dòng)里面就沒有對(duì)該端口結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置和初始化。端口驅(qū)動(dòng)模塊：很多端口和端口引腳是由端口驅(qū)動(dòng)模塊分配給各種功能的，比如常規(guī)I/OADCSPIPWMDIO驅(qū)動(dòng)抽象了對(duì)微控制器硬件引腳的訪問。此外，它還能夠?qū)@些引腳進(jìn)行分組。DIO驅(qū)動(dòng)提供以下服務(wù)：一個(gè)一個(gè)地修改端口或通道組的輸出通道的等級(jí)。一個(gè)一個(gè)地讀取端口或通道組的輸入和輸出通道的等級(jí)。DIO驅(qū)動(dòng)中的所有讀寫服務(wù)必須是可重入的。理由是：這些DIO驅(qū)動(dòng)可以被不同的上層處理程序或驅(qū)動(dòng)程序訪問。這些上層模塊可以并行的訪問驅(qū)動(dòng)。1.2.2.5 PORT驅(qū)動(dòng)PORT(端口)驅(qū)動(dòng)提供微控制所有端口的初始化。該模塊初始化微控制器的整個(gè)端口結(jié)構(gòu)。很多端口和端口引腳可以被分配給不同的功能，比如：通用I/OADCSPISCIPWM由于這個(gè)原因，必須對(duì)這個(gè)端口結(jié)構(gòu)進(jìn)行總的配置和初始化。這些端口引腳的配置和使用是依賴于微控制器和ECU的。該模塊應(yīng)該提供用于初始化微控制器的整個(gè)端口結(jié)構(gòu)的服務(wù)。很多端口和端口引腳可以被分配給各種不同的功能。由于這個(gè)原因，必須有該端口結(jié)構(gòu)的全部配置和初始化。這些端口引腳的配置和模式是依賴于微控制器和ECU的。該端口驅(qū)動(dòng)模塊應(yīng)該完成端口結(jié)構(gòu)的全部配置和初始化，該端口結(jié)構(gòu)是用在DIO驅(qū)動(dòng)模塊中的。因此，DIO驅(qū)動(dòng)工作再引腳和端口之上，由端口驅(qū)動(dòng)對(duì)它進(jìn)行配置。端口和端口引腳的配置順序是由配置工具負(fù)責(zé)的。端口驅(qū)動(dòng)應(yīng)該在使用DIO功能之前進(jìn)行初始化。否則DIO驅(qū)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生未定義的行為。端口訪問的原子性：端口驅(qū)動(dòng)應(yīng)該通過使用原子指令或者利用OS的中斷屏蔽功能來提供對(duì)端口的原子訪問。1.2.3 存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)層主要包括內(nèi)部EEPROM驅(qū)動(dòng)、內(nèi)部Flash驅(qū)動(dòng)、RAM測(cè)試等內(nèi)容。1.2.3.1 EEPROM驅(qū)動(dòng)EEPROM驅(qū)動(dòng)提供讀、寫、擦除EEPROM的服務(wù)。也提供了用于比較EEPROM中數(shù)據(jù)塊和內(nèi)存中數(shù)據(jù)塊的服務(wù)。這些服務(wù)是異步的。有兩類EEPROM驅(qū)動(dòng)：內(nèi)部EEPROM驅(qū)動(dòng)外部EEPROM驅(qū)動(dòng)內(nèi)部EEPROM驅(qū)動(dòng)直接訪問微控制器硬件，并且定位在微控制器抽象層。外部EEPROM驅(qū)動(dòng)使用處理程序（handler）或驅(qū)動(dòng)訪問外部EEPROM設(shè)備。它定位在ECU抽象層。兩種類型的驅(qū)動(dòng)的功能需求和功能范圍都是相同的。所以API在語義上是相同的。1.2.3.2 flash驅(qū)動(dòng)如果受到底層硬件的支持，閃存驅(qū)動(dòng)提供讀、寫和擦除閃存的服務(wù)，以及設(shè)置寫/擦除保護(hù)的配置接口。閃存驅(qū)動(dòng)提供了一個(gè)內(nèi)置加載器，以加載閃存存取代碼到RAM中，并在需要的時(shí)候執(zhí)行寫/擦除操作。在ECU應(yīng)用模式下，閃存驅(qū)動(dòng)只用于閃存EEPROM仿真模塊寫數(shù)據(jù)。在應(yīng)用模式下并不將程序代碼寫到閃存中。這應(yīng)該由啟動(dòng)模式處理，超出了AUTOSAR的范圍。有兩類閃存驅(qū)動(dòng)：內(nèi)部閃存驅(qū)動(dòng)外部閃存驅(qū)動(dòng)內(nèi)部閃存的驅(qū)動(dòng)直接存取微控制器硬件，并且定位在微控制器抽象層。外部閃存通常通過微控制器數(shù)據(jù)/地址總線連接，然后閃存驅(qū)動(dòng)使用總線的處理程序/驅(qū)動(dòng)訪問外部閃存設(shè)備。外部閃存設(shè)備的驅(qū)動(dòng)定位在ECU抽象層。兩種類型的驅(qū)動(dòng)的功能需求和功能范圍都是相同的。所以API在語義上是相同的。1.2.3.3 RAM測(cè)試RAM測(cè)試：負(fù)責(zé)RAM單元（包括用于寄存器的單元）的物理性診斷（非數(shù)據(jù)檢測(cè)），不同的診斷方式需要預(yù)編譯然后更據(jù)系統(tǒng)或用戶需要實(shí)時(shí)運(yùn)行。1.2.4 微控制器驅(qū)動(dòng)微控制器驅(qū)動(dòng)層主要包括看門狗驅(qū)動(dòng)、通用定時(shí)器GPT驅(qū)動(dòng)、微控制器單元MCU驅(qū)動(dòng)等內(nèi)容。1.2.4.1 看門狗驅(qū)動(dòng)看門狗驅(qū)動(dòng)：設(shè)定片內(nèi)看門狗模式以及觸發(fā)看門狗設(shè)備，觸發(fā)程序由上層系統(tǒng)服務(wù)層的看門狗管理器模塊進(jìn)行調(diào)用。內(nèi)部看門狗驅(qū)動(dòng)控制MCU的內(nèi)部看門狗計(jì)時(shí)器。它提供觸發(fā)器功能和模式選擇服務(wù)。1.2.4.2 通用定時(shí)器GPT驅(qū)動(dòng)通用定時(shí)器GPT驅(qū)動(dòng)：為定時(shí)服務(wù)程序提供定時(shí)中斷。GPT驅(qū)動(dòng)允許產(chǎn)生單觸發(fā)或持續(xù)的計(jì)時(shí)器通知。這個(gè)模塊使用通用計(jì)時(shí)器的硬件計(jì)時(shí)通道，因此就為操作系統(tǒng)中或者其它基本軟件模塊（在這類模塊中，OS警告服務(wù)有過多的開銷）中的使用提供了精確的、短期的計(jì)時(shí)。GPT驅(qū)動(dòng)提供了用于啟動(dòng)和停止硬件計(jì)時(shí)模塊中的功能計(jì)時(shí)實(shí)例（通道）的服務(wù)。它能夠產(chǎn)生單個(gè)超時(shí)周期以及重復(fù)超時(shí)周期。如果必須調(diào)用一個(gè)通知，那么當(dāng)所請(qǐng)求的超時(shí)周期過期時(shí)，用戶就能夠?qū)λM(jìn)行配置?？梢栽谶\(yùn)行時(shí)啟用或禁用通知。不管是從上一個(gè)通知發(fā)生以來的相對(duì)時(shí)間消耗，還是到下一個(gè)通知之間的剩余時(shí)間，都可以進(jìn)行查詢。圖8 GPT時(shí)序注意，GPT驅(qū)動(dòng)僅產(chǎn)生時(shí)間基礎(chǔ)，而不服務(wù)于時(shí)間計(jì)數(shù)器。這個(gè)功能是由另一個(gè)模塊（ICU驅(qū)動(dòng)）提供的。GPT驅(qū)動(dòng)可以用來喚醒ECU，不管預(yù)定義的超時(shí)周期是否過期。模式轉(zhuǎn)換服務(wù)將GPT驅(qū)動(dòng)在普通操作和睡眠模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。該驅(qū)動(dòng)不提供超時(shí)周期，這些超時(shí)周期超過了被時(shí)鐘源、預(yù)定標(biāo)器和計(jì)時(shí)寄存器所限制的最大值。用戶必須對(duì)這個(gè)進(jìn)行處理。1.2.4.3 微控制器單元MCU驅(qū)動(dòng)微控制器單元MCU驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)微處理器的各項(xiàng)設(shè)定，包括復(fù)位，初始化，電源管理，喚醒，時(shí)鐘設(shè)定等。MCU驅(qū)動(dòng)提供用于基本微控制器的初始化，下電，復(fù)位和其它MCAL軟件模塊需要的微控制器特定功能的服務(wù)。初始化服務(wù)提供了靈活性，同時(shí)，除了啟動(dòng)代碼之外，還提供了應(yīng)用程序相關(guān)的MCU初始化。啟動(dòng)代碼是完全特定于MCU的。MCU驅(qū)動(dòng)直接訪問微控制器硬件，它位于微控制器抽象層（MCAL）中。MCU驅(qū)動(dòng)的特征：初始化MCU時(shí)鐘，PLL，時(shí)鐘預(yù)定標(biāo)器和MCU時(shí)鐘分布初始化RAM部件激活微控制器節(jié)電模式激活微控制器復(fù)位另外，還有提供一個(gè)服務(wù)來從硬件處獲得復(fù)位的原因。MCU驅(qū)動(dòng)微時(shí)鐘和RAM初始化提供MCU服務(wù)。在MCU配置集中，特定于MCU的時(shí)鐘（例如，PLL設(shè)置）和RAM（例如，段基地址和大小）設(shè)置必須被配置。注意：外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)是屬于ECU抽象層而非微控制器抽象層的，但內(nèi)存映射型外部設(shè)備(如外部flash存儲(chǔ)器)的驅(qū)動(dòng)是個(gè)例外，因?yàn)榭梢灾苯油ㄟ^微控制器訪問它們。這些外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)位于微控制器抽象層。1.3 復(fù)雜驅(qū)動(dòng)圖9 復(fù)雜驅(qū)動(dòng)層示意圖復(fù)合驅(qū)動(dòng)（如圖3-2所示）使用對(duì)微控制器的直接訪問來實(shí)現(xiàn)復(fù)合的傳感器評(píng)估和致動(dòng)器控制，它所訪問的微控制器使用指定的中斷和/或復(fù)合的微控制器外設(shè)（如PCP，TPU），例如：注入控制（injection control）整流管控制（Electric valve control）增量位置檢測(cè)（Incremental position detection）例子：圖10 復(fù)雜驅(qū)動(dòng)內(nèi)容任務(wù)：滿足處理復(fù)合傳感器和致動(dòng)器的特殊功能和時(shí)間需求。復(fù)雜驅(qū)動(dòng)在實(shí)現(xiàn)上高度依賴于C、ECU和應(yīng)用。1.4 ECU抽象層1.4.1 通信硬件抽象圖11 通信硬件抽象層次圖通信硬件抽象是從通信控制器的位置和ECU硬件布局中抽象出來的一組模塊。對(duì)所有的通信系統(tǒng)來說，都需要特定的通信硬件抽象（如：LIN，CAN，MOST，F(xiàn)lexRay）。它提供平等的機(jī)制來訪問總線通道（如：LIN、CAN、SPI、FlexRay），而不管這些總線通道的位置（在片上或在板上）。例子：一個(gè)ECU有一個(gè)帶有兩個(gè)內(nèi)部CAN通道的微控制器，以及一個(gè)帶有四個(gè)CAN控制器的板載ASIC。CAN-ASIC通過SPI與微控制器連接。通信驅(qū)動(dòng)通過總線特殊接口來訪問（如CAN接口）。通信硬件抽象在實(shí)現(xiàn)上與微控制器無關(guān)，而依賴于ECU硬件和外部設(shè)備。其上層接口依賴于總線，而與微控制器和ECU硬件無關(guān)。通信抽象層主要是LIN接口、CAN接口和CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)、FlexRay接口和FlexRay收發(fā)驅(qū)動(dòng)構(gòu)成。圖12 通信硬件抽象層和通信驅(qū)動(dòng)層1.4.1.1 LIN接口LIN接口(包括LIN TP)：為上層LIN SM模塊和PDU Router模塊提供驅(qū)動(dòng)抽象接口，通過下層驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)LIN硬件設(shè)備進(jìn)行控制。功能主要包括：根據(jù)上層通信模塊切換調(diào)度表，執(zhí)行LIN數(shù)據(jù)幀的收發(fā)，控制設(shè)備的喚醒和睡眠，錯(cuò)誤處理以及診斷服務(wù)。其向下層的軟件架構(gòu)如下圖所示。圖13 LIN Interface架構(gòu)LIN接口被設(shè)計(jì)成硬件無關(guān)的。到上層模塊（PDU路由器）和下層模塊（LIN驅(qū)動(dòng)）的接口被很好地定義。LIN接口可以處理一個(gè)以上的LIN驅(qū)動(dòng)。一個(gè)LIN驅(qū)動(dòng)能夠支持一個(gè)以上的通道。這指的是LIN驅(qū)動(dòng)能夠處理一個(gè)或多個(gè)LIN通道。LIN接口負(fù)責(zé)向上層提供LIN 2.0主要功能有：（1）為每個(gè)與ECU連接的LIN總線執(zhí)行當(dāng)前選擇的調(diào)度。（2）當(dāng)上層請(qǐng)求到來時(shí)，切換調(diào)度表。（3）從上層接收幀的傳送，并傳送數(shù)據(jù)部分作為適當(dāng)LIN幀中的響應(yīng)。（4）當(dāng)相應(yīng)的響應(yīng)在適當(dāng)?shù)膸薪邮諘r(shí)，為上層提供幀接收通知。（5）睡眠和喚醒服務(wù)（6）錯(cuò)誤處理（7）診斷傳輸層服務(wù)1.4.1.2 CAN接口CAN接口：為上層CAN SM模塊，CAN NM模塊，CAN TP模塊以及PDU Router模塊和下層CAN控制驅(qū)動(dòng)和CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)提供接口。提供了唯一的接口來訪問管理CAN硬件設(shè)備，為上層服務(wù)層抽象了CAN硬件設(shè)備的分布和數(shù)量。其與下層軟件結(jié)構(gòu)關(guān)系如下圖：圖14 CAN Interface下層軟件結(jié)構(gòu)CAN接口提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口，通過ECU的CAN總線系統(tǒng)來支持通信。其API與專用CAN控制器及其通過CAN驅(qū)動(dòng)層的訪問無關(guān)。CAN接口能夠通過統(tǒng)一的接口訪問一個(gè)或多個(gè)CAN驅(qū)動(dòng)。CAN接口僅能用于CAN通信，并且是為操作一個(gè)或多個(gè)底層CAN驅(qū)動(dòng)而專門設(shè)計(jì)。涵蓋不同CAN硬件單元的幾個(gè)CAN驅(qū)動(dòng)模塊由一個(gè)在CAN驅(qū)動(dòng)規(guī)范中指定的通用接口來表示。CAN之外（也就是LIN）的其他協(xié)議不支持。1.4.1.3 CAN收發(fā)器驅(qū)動(dòng)CAN收發(fā)器驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)對(duì)CAN收發(fā)器硬件進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)，為上層CAN接口模塊提供CAN收發(fā)器硬件抽象接口。CAN收發(fā)器驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)處理ECU上的CAN收發(fā)器，依據(jù)的是與整個(gè)ECU當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的總線專用NM的狀態(tài)。CAN收發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)：CAN收發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)抽象使用CAN收發(fā)設(shè)備硬件芯片。它向更高層提供硬件無關(guān)接口。它也可以通過MCAL層的API從ECU設(shè)計(jì)中抽象出來，訪問CAN收發(fā)設(shè)備硬件。 CAN收發(fā)設(shè)備硬件必須提供功能和接口，以映射到AUTOSAR CAN收發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行模式模型上。下層驅(qū)動(dòng)（SPI和DIO）使用的API必須同步。不支持同步行為的下層驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)不能與CAN收發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)一起使用。1.4.1.4 外部CAN驅(qū)動(dòng)外部CAN驅(qū)動(dòng)（AUTOAR范圍之外）：為上層的CAN接口模塊提供外部CAN硬件抽象接口。1.4.1.5 FlexRay接口FlexRay接口為上層FlexRay SM模塊，F(xiàn)lexRay NM模塊，F(xiàn)lexRay TP模塊以及PDU Router模塊提供驅(qū)動(dòng)抽象接口，通過下層驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)FlexRay硬件設(shè)備進(jìn)行控制。提供的功能包括：初始化，收發(fā)數(shù)據(jù)，設(shè)定FlexRay運(yùn)行模式，狀態(tài)信息捕獲以及各種定時(shí)。FlexRay接口提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的接口以訪問FlexRay通信系統(tǒng)/硬件。FlexRay接口必須與所使用的專用FlexRay CC及其通過FlexRay驅(qū)動(dòng)的訪問無關(guān)。FlexRay接口提供通過統(tǒng)一接口的對(duì)一個(gè)或幾個(gè)FlexRay驅(qū)動(dòng)的訪問。FlexRay接口的主要任務(wù)有：（1）為上層提供到FlexRay通信系統(tǒng)的抽象接口。（2）FlexRay接口通過一個(gè)或多個(gè)硬件專用驅(qū)動(dòng)模塊來訪問FlexRay硬件，而不是直接訪問。（3）為了訪問FlexRay通信控制器，F(xiàn)lexRay接口使用一個(gè)或多個(gè)FlexRay驅(qū)動(dòng)模塊。（4）為了訪問FlexRay收發(fā)器，F(xiàn)lexRay接口使用一個(gè)或多個(gè)FlexRay收發(fā)器驅(qū)動(dòng)模塊。（5）FlexRay接口可執(zhí)行代碼與FlexRay通信控制器和FlexRay收發(fā)器完全不相關(guān)。（6）FlexRay接口允許代碼模塊的對(duì)象代碼提交，遵循“one-fits-all”原則。（7）FlexRay接口提供給上層AUTOSAR BSW模塊的功能如下：A初始化B配置/重配置C數(shù)據(jù)傳送（發(fā)送和接收）D啟動(dòng)/停止/中斷通信EFlexRay專用服務(wù)F設(shè)置運(yùn)行模式G獲取狀態(tài)信息H各種計(jì)時(shí)器功能1.4.1.6 FlexRay收發(fā)器驅(qū)動(dòng)FlexRay收發(fā)器驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)對(duì)FlexRay收發(fā)器硬件進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)，為上層FlexRay 接口模塊提供FlexRay收發(fā)器硬件抽象接口。FlexRay收發(fā)器驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)處理ECU上的FlexRay收發(fā)器，其依據(jù)是總線專用NM的狀態(tài)。1.4.1.7 外部FlexRay驅(qū)動(dòng)外部FlexRay驅(qū)動(dòng)（AUTOSAR范圍之外）：為上層的FlexRay接口模塊提供外部FlexRay硬件抽象接口。1.4.2 I/O硬件抽象圖15 I/O硬件抽象層次圖I/O抽象層提供微控制器外設(shè)的硬件輸入輸出抽象接口，通過下層驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)相應(yīng)硬件外設(shè)進(jìn)行控制，包括，微控制器通用I/O，ADC，PWM，ICU等。上層的汽車電子應(yīng)用和組件可以通過該模塊提供的I/O信號(hào)訪問接口實(shí)現(xiàn)不同I/O設(shè)備的訪問。圖16 I/O硬件抽象層和I/O驅(qū)動(dòng)層這主要通過把ECU信號(hào)映射到IO抽象端口上來實(shí)現(xiàn)。模塊IO硬件抽象要提供用于初始化整個(gè)IO硬件抽象的模塊。下圖顯示了IO硬件抽象模塊。它位于MCAL驅(qū)動(dòng)之上。就是說IO硬件抽象模塊要調(diào)用驅(qū)動(dòng)API來管理片上設(shè)備。MCAL驅(qū)動(dòng)的配置依賴于將由IO硬件抽象模塊提供的ECU信號(hào)的質(zhì)量。例如，當(dāng)引腳層發(fā)生相關(guān)的改變時(shí)（上升沿、下降沿），需要進(jìn)行通知。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者不得不配置MCAL驅(qū)動(dòng)，以允許對(duì)給定信號(hào)進(jìn)行通知。通知來自于驅(qū)動(dòng)，并在IO硬件抽象模塊中進(jìn)行處理。圖171.4.3 存儲(chǔ)硬件抽象圖18 存儲(chǔ)硬件抽象層次圖存儲(chǔ)硬件抽象是從外圍存儲(chǔ)設(shè)備位置（片上或板上）和ECU硬件布局中抽象出來的一組模塊。存儲(chǔ)硬件抽象的任務(wù)是提供相等的機(jī)制訪問內(nèi)部（片上的）和外部（板上的）的存儲(chǔ)設(shè)備以及各種存儲(chǔ)硬件（EEPROM，F(xiàn)lash）。例如：可以通過相等的機(jī)制訪問片上EEPROM和外部EEPROM設(shè)備。通過仿真一個(gè)EEPROM接口和Flash硬件單元，可以經(jīng)過存儲(chǔ)器抽象接口訪問兩種類型的硬件。圖19 存儲(chǔ)器硬件抽象層和存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)層存儲(chǔ)器硬件抽象層主要是內(nèi)存抽象接口、EEPROM抽象、Flash EEPROM仿真。1.4.3.1 EEPROM抽象EEPROM抽象層（EA）擴(kuò)展EEPROM驅(qū)動(dòng)，提供片內(nèi)EEPROM的訪問接口，抽象了EEPROM的地址以及數(shù)量，向上層提供線性地址空間上的虛擬分段和“實(shí)際上無限制的”擦除/寫循環(huán)。除此之外，它還應(yīng)該提供與EEPROM驅(qū)動(dòng)相同的功能。1.4.3.2 Flash EEPROM仿真閃存EEPROM仿真（FEE）按照閃存技術(shù)仿真EEPROM抽象層的行為，利用Flash來仿真EEPROM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，為上層的內(nèi)存抽象接口模塊提供數(shù)據(jù)的虛擬尋址。所以它與EEPROM抽象層有相同的功能和API，并且給出基于下層閃存驅(qū)動(dòng)和閃存設(shè)備的相似配置。1.4.3.3 內(nèi)存抽象接口內(nèi)存抽象接口（MemIf）對(duì)于不同內(nèi)存設(shè)備提供抽象內(nèi)存接口。上層的NVRAM管理器模塊可以通過抽象內(nèi)存接口來訪問不同的抽象內(nèi)存模塊甚至是供應(yīng)商的特殊內(nèi)存驅(qū)動(dòng)（FEE或EA模塊），如下圖所示。內(nèi)存抽象接口抽象于下層FEE和EA模塊的數(shù)目，并向上層提供統(tǒng)一線性地址空間上的虛擬分段。圖20 內(nèi)存抽象接口與上下層的關(guān)系1.4.3.4 外部EEPROM驅(qū)動(dòng)外部EEPROM 驅(qū)動(dòng)（AUTOSAR范圍之外）：屬于ECU抽象層，提供了對(duì)片外EEPROM設(shè)備的擦除，讀，寫訪問的驅(qū)動(dòng)，以及與RAM數(shù)據(jù)的比較功能。1.4.3.5 外部flash驅(qū)動(dòng)外部Flash驅(qū)動(dòng)（AUTOSAR范圍之外）：屬于ECU抽象層，提供了對(duì)片外Flash設(shè)備的擦除，讀，寫訪問的驅(qū)動(dòng)。1.4.4 板載設(shè)備抽象板上設(shè)備抽象模塊包括除傳感器/激勵(lì)器外的ECU板上設(shè)備（如板上系統(tǒng)芯片、外部watchdog等）的驅(qū)動(dòng)程序，它通過微控制器抽象層實(shí)現(xiàn)對(duì)ECU板上設(shè)備的訪問。圖21 板載設(shè)備抽象層次圖板載設(shè)備抽象層和微控制器驅(qū)動(dòng)層與微控制器設(shè)備之間上下層關(guān)系：圖22板載設(shè)備抽象層主要是看門狗接口：針對(duì)微控制器的看門狗設(shè)備提供了相同的訪問機(jī)制，抽象了看門狗設(shè)備的地址以及數(shù)量。1.4.4.2 外部看門狗驅(qū)動(dòng)外部看門狗驅(qū)動(dòng)控制外部硬件看門狗。它提供觸發(fā)器功能和模式選擇服務(wù)。它有和內(nèi)部看門狗驅(qū)動(dòng)一樣的功能作用域。如果在一個(gè)ECU內(nèi)使用了多于一個(gè)的看門狗設(shè)備和看門狗驅(qū)動(dòng)（例如，內(nèi)部軟件看門狗和外部硬件看門狗），該模塊就使得看門狗管理程序能夠選擇合適的看門狗驅(qū)動(dòng)，以及看門狗設(shè)備。看門狗驅(qū)動(dòng)接口提供了對(duì)下層看門狗驅(qū)動(dòng)的服務(wù)的統(tǒng)一訪問，比如模式轉(zhuǎn)換和觸發(fā)。有設(shè)備索引選擇適當(dāng)?shù)目撮T狗設(shè)備?？撮T狗驅(qū)動(dòng)的服務(wù)的行為（同步/異步/計(jì)時(shí)）是受保護(hù)的?？撮T狗驅(qū)動(dòng)接口沒有給看門狗驅(qū)動(dòng)增加額外的功能?？撮T狗驅(qū)動(dòng)接口也沒有從看門狗屬性中進(jìn)行抽象，比如toggle或窗口模式，超時(shí)周期等，就是說，該驅(qū)動(dòng)接口沒有隱藏下層看門狗驅(qū)動(dòng)和看門狗設(shè)備的任何特性。1.6 抽象接口實(shí)現(xiàn)示例外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)位于ECU抽象層上，它通過微控制器抽象層的驅(qū)動(dòng)訪問外部設(shè)備。下面的例子說明了如何通過SPIHandlerDriver訪問外部EEPROM。圖23 NVRAM管理和看門狗管理與假設(shè)的硬件配置上的驅(qū)動(dòng)的相互影響這個(gè)實(shí)例展示了NVRAM管理器和看門狗管理器與假設(shè)的硬件配置上的驅(qū)動(dòng)的相互影響，如上圖所示。使ECU硬件擁有一個(gè)外部EEPROM（ST16RF42）和通過同樣的SPI與微控制器連接的外部看門狗。SPIHandlerDriver控制對(duì)SPI硬件的并發(fā)訪問，并且必須使看門狗訪問的優(yōu)先級(jí)高于EEPROM訪問。假設(shè)微控制器還有個(gè)能和外部EEPROM并行使用的內(nèi)部flash。EEPROM抽象和Flash EEPROM仿真有在語義上相同的API。內(nèi)存抽象接口通過下面的方法實(shí)現(xiàn)：在運(yùn)行期間基于設(shè)備索引（int/ext）的路由在運(yùn)行期間基于塊索引（如：0x01FF=外部EEPROM）的路由通過帶有NVRAM管理器中的函數(shù)指針（這種情況下內(nèi)存抽象接口只存在“虛擬的”）的ROM表在配置時(shí)間期間路由。結(jié)構(gòu)描述NVRAM管理器通過內(nèi)存抽象接口訪問驅(qū)動(dòng)，如圖23所示。使用設(shè)備索引尋址不同的內(nèi)存設(shè)備。接口描述內(nèi)存抽象接口應(yīng)該有下面的接口（如：為寫函數(shù)）：Std_ReturnType MemIf_Write(Uint8DeviceIndex,Uint16BlockNumber,Uint8*DataBufferPtr)EEPROM抽象以及Flash EEPROM仿真應(yīng)該有下面的接口（如：為寫函數(shù)）：Std_ReturnType Ea_Write(Uint16BlockNumber,Uint8*DataBufferPtr)圖24 NVRAM管理通過內(nèi)存抽象接口訪問驅(qū)動(dòng)示意圖情形1:只使用一種類型的NV設(shè)備, 這是一般的使用情況。在這種情況下，內(nèi)存抽象被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)忽略DeviceIndex參數(shù)的簡(jiǎn)單宏。下面的例子只列出了寫函數(shù)：文件 MemIf.h:#include “Ea.h”/*for providing access to the EEPROM abstraction*/#define MemIf_Write(DeviceIndex, BlockNumber, DataBufferPtr) Ea_Write(BlockNumber, DataBufferPtr)File MemIf.c: 不存在結(jié)果：在運(yùn)行時(shí)沒有額外的代碼，NVRAM管理器虛擬地訪問EEPROM抽象或直接的訪問Flash仿真。情形2: 使用兩個(gè)或多個(gè)不同類型的NV設(shè)備，這種情況下使用DeviceIndex來選擇正確的NV設(shè)備?？梢允褂弥赶蚝瘮?shù)的指針數(shù)組很有效的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇。下面的例子只列出了寫函數(shù)：文件MemIf.h:Extern const WriteFctPtrType WriteFctPtr2;#define MemIf_Write(DeviceIndex, BlockNumber, DataBufferPtr) WriteFctPtrDeviceIndex(BlockNumber, DataBufferPtr)File MemIf.c:#include “Ea.h”/*for getting the API function addresses*/#include “Fee.h”/* for getting the API function addresses */#include “MemIf.h”/*for getting the WriteFctPtrType*/Const WriteFctPtrType WriteFctPtr2 = Ea_Write, Fee_Write;結(jié)果：如果函數(shù)指針表在NVRAM管理器中，需要同樣的代碼和運(yùn)行時(shí)間。內(nèi)存抽象接口不會(huì)引起開銷。結(jié)論：能有效的實(shí)現(xiàn)抽象層抽象層是可升級(jí)的內(nèi)存抽象接口使NVRAM管理器能方便的訪問一個(gè)或多個(gè)EEPROM和Flash設(shè)備完成了體系目標(biāo)和需求EEPROM抽象層中包含了一些可以很容易用宏來代替的功能，因此該層不可替代。1.7 主要參考的AUTOSAR規(guī)范列表分類子類AUTOSAR規(guī)范名板載設(shè)備抽象層和微控制器驅(qū)動(dòng)層看門狗接口AUTOSAR_SWS_WatchdogInterface.pdf外部看門狗驅(qū)動(dòng)MCU/ECU硬件抽象AUTOSAR_SRS_SPAL_General.pdf微控制器單元MCU驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_MCU_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_MCU_Driver.pdf通用定時(shí)器GPT驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_GPT_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_GPT_Driver.pdf看門狗驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_WatchdogDriver.pdfAUTOSAR_SRS_Watchdog_Driver.pdf存儲(chǔ)器硬件抽象層和存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)層存儲(chǔ)器抽象接口AUTOSAR_SWS_Mem_AbstractionInterface.pdfAUTOSAR_SRS_MemHw_AbstractionLayer.pdfEEPROM抽象AUTOSAR_SWS_EEPROM_Abstraction.pdfflash EEPROM仿真AUTOSAR_SWS_Flash_EEPROM_Emulation.pdf外部EEPROM驅(qū)動(dòng)外部flash驅(qū)動(dòng)內(nèi)部EEPROM驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_EEPROM_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_EEPROM_Driver.pdf內(nèi)部flash驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_FlashDriver.pdfAUTOSAR_SRS_Flash_Driver.pdfRAM測(cè)試AUTOSAR_SWS_RAM_Test.pdfAUTOSAR_SRS_RAM_Test.pdf通信硬件抽象層和通信驅(qū)動(dòng)層CAN接口AUTOSAR_SWS_CAN_Interface.pdfCAN收發(fā)器驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_CAN_TransceiverDriver.pdf外部CAN驅(qū)動(dòng)FlexRay接口AUTOSAR_SWS_FlexRayInterface.pdfFlexRay收發(fā)器驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_FlexRayTransceiver.pdf外部FlexRay驅(qū)動(dòng)LIN接口AUTOSAR_SWS_LIN_Interface.pdfCAN驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_CAN_Driver.pdfSCI驅(qū)動(dòng)LIN驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_LIN_Driver.pdfFlexRay驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_FlexRayDriver.pdfSPI驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_SPI_HandlerDriver.pdfAUTOSAR_SRS_SPI_HandlerDriver.pdfI/O硬件抽象層，I/O驅(qū)動(dòng)層I/O硬件抽象AUTOSAR_SRS_IOHW_Abstraction.pdfAUTOSAR_SWS_IO_HWAbstraction.pdfPORT驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_Port_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_PORT_Driver.pdfDIO驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_DIO_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_DIO_Driver.pdfADC驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_ADC_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_ADC_Driver.pdfPWM驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_PWM_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_PWM_Driver.pdfICU驅(qū)動(dòng)AUTOSAR_SWS_ICU_Driver.pdfAUTOSAR_SRS_ICU_Driver.pdf2 主流汽車電子嵌入式微處理器及ECU硬件特性分析在本課題中將針對(duì)主流的、汽車廠商應(yīng)用的汽車電子微處理器或單片機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)軟件和硬件抽象層軟件的開發(fā)，具體型號(hào)如下表所示。序號(hào)微處理器/單片機(jī)型號(hào)處理器核數(shù)據(jù)寬度（位數(shù)）芯片供應(yīng)商1MPC563X(MPC5633/MPC5634)e200z332freescale2MPC5554e200z632freescale3MPC555e200z632freescale49S12XHCS12X16freescale59S12DP512HCS1216freescale6HCS08HCS088freescale7STM08STM088ST下面列出上述各種微處理器/單片機(jī)的主要特性參數(shù)。2.1 MPC563X嵌入式微處理器特性2.1.1 MPC563X CPU Core特性CPU Core型號(hào)：e200z335體系架構(gòu)：PowerPC Book E指令流水線深度：4級(jí) 數(shù)據(jù)寬度： 32位I/O端口編址方式：內(nèi)存映射編址2.1.2 MPC563X片內(nèi)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及片內(nèi)外設(shè)數(shù)據(jù)Ca