AUTOSAR架構(gòu)簡述

1、請選擇 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AUTOSA礫構(gòu)對車載網(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（ Run time 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)軟件架構(gòu)開發(fā)流程。AUTOSAR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

2、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ECU3）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)件在不同汽車平臺復(fù)用。2. 分層概述Application LayeRuntime environjAutosarAUTOSAF體系架構(gòu)分層標(biāo)準(zhǔn)1) 應(yīng)用層(Application Layer)Basic softwareMicrocontroLl應(yīng)用層中的功能由各軟件組件SWC(softwarecompo nent)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

3、系統(tǒng)沒有連接。1.1) 軟件組件(software component)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、 Se nsor/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；Sen so、Actuator 是為 Applicatio n 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Composi

4、tion。Light ControlComposition ComponentSWC組成實(shí)類1.2）端口（ ports）端口 Ports是用來和其他SWC通信的。通信 內(nèi)容分別為Data element（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)信號對應(yīng)起來，數(shù)據(jù)類型既可 以是簡單的數(shù)據(jù)類型(

5、integer, float)，也可以是復(fù)雜類型(array, record) 。通信方式:1:n 或 n:1。Roof ECUData element:Light Dimmer Light_DimniXIRTEData element: DoorOpen 1mappingBus、Signal:DoDrLeft_Open客戶端一服務(wù)器端口 (Client/Server )用來提供Operation服務(wù)，具有一個(gè)客戶端一服務(wù)器 端口可以包含多種 Operati on和同步或是異步 通信特點(diǎn)，一個(gè)客戶端一服務(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。

6、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)體簡稱 Runn ables?？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/ triggered ever： void SA_Door_Left Std_ReturnType ； boolean DoorOpeitatus=Rte Writt2)Run time en vir onment 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，第一種是應(yīng)用層中的不同模塊 之間

7、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AUTOSA的系統(tǒng)其實(shí)就是設(shè)計(jì)RTESW-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RTEGenerator自動生成的。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 Fu nctio nalBus)。它是對AUTOSA所有通信機(jī)制的

8、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 AUTOSA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。AUTOS ARSoftwareApplied ionSohwmeCoinponeiilAUTOSARkiterlaceSensorSoFlwareComponentAUTOSARInteiface.Finnwai*Standiird SoftwareAPIS2 VFBA RTEAUTOSAR Jn (effaceActuator Software ConipofieniAU T OSAR Ini

9、ilaceStandardized AUTOS AR Inredac eVFI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 ） Sta ndardized In terface（標(biāo)準(zhǔn)接口）：標(biāo)準(zhǔn)接口是在AUTOSAR準(zhǔn)中被標(biāo)準(zhǔn)化的接口，但是并沒有使用AUTOSA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 AUTOSAIRterface （標(biāo)準(zhǔn) AUTOSAR 接口）：標(biāo)準(zhǔn)AUTOSA接口是在AUTOSA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

10、了，這樣的接口通常使用在 AUTOSA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）AUTOSAIRterface （ AUTOSA接 口）： AUTOSA接 口定義了軟件模塊和BSV模塊（僅僅是IO抽象和復(fù)雜驅(qū)動） 之間交互的方式，AUTOSA接口是以port的形式出現(xiàn)的， AUTOSA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景 不同，及不同的模塊交互會使用到不同的接口。除了將接 口歸類以外，這樣定義究竟有什么實(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、

11、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，但是它們長相和功能是一致的，接口定義在 AUTOSA規(guī)范文檔里邊是可以查得到的。第三類接口呢， AUTOSA僅僅規(guī)定了簡單的命名規(guī)則，這類接口高度的和 應(yīng)用相關(guān)，比如BCL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，又比如儀表想要從 CAN總線上獲得車速，改接口可以 是 Rte_IRead_RE_Test_RPort_Sp

12、eed_uint8 也可以是 Rte_IRead_Test_RE_RPort_Spd_uint8，這些接口必須通過 RTE交互。AppHcatlonSoftwareConrtpon&ntActuatorSoftwareComponentSensorSoftwareComponentAUTOSA RinterfaceAUTOSARInterfaceAUTOSARAUTOSARSoftwareApplicationSoftwareComponentAUTOSARlntrfaeeRTEStandardizedInterfaceStandardized AUTOSAR EnterfaceStan da

13、rdlcttdInterfaceAUTOSAR interfaceServicesSommunlcatiorECU L AbstractionStandardized InterfaceStandardized InterfaceStandardized Interface0 , Ji IAUTOSAR InterfaceSystemStandardized Int舍 rfQ8ECU Hardware3) Basic software 層(BSVVrcrocontrolla AbstractionComplexDevicedriversSerUnb HandMtcrw l)ri雖然汽車中有各種

14、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10操作，AD操作，診斷，CANS訊，操作系統(tǒng)等，無非就是 不同的ECU功能，所操作的10、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)不同的功能對基礎(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(Complex Driver ) 和 MCAL(Microcontroller Abstraction Laye

15、r )，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ECU勺應(yīng)用層功能提供輔助支持，這一層 軟件在不同領(lǐng)域的ECL中也非常相似，例如不同的 ECL中 的OS的任務(wù)周期和優(yōu)先級不同，不同的ECL中的NVRAI的 分區(qū)不同，存儲的內(nèi)容不同。3.2 ) ECL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)，它是對一個(gè) ECU勺抽象，它 包括了所有的ECU勺輸入輸出，比如AD

16、 DIO, PWM等，這 一層軟件直接實(shí)現(xiàn)了 ECU勺應(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會有很大的不同。3.3) MCAL(Microcontroller Abstraction Layer),這一層軟件是對ECL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ECL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(Complex Drivers ),汽車 ECL中有一MitixxronlfoL恤f卩占：1 blag, csdn.丨些領(lǐng)域的ECU會處理相當(dāng)復(fù)雜的硬件信號，執(zhí)行相當(dāng)復(fù)雜 的硬件動作，例如發(fā)動機(jī)控制，ABS等，這些功能相關(guān)的 軟件很難抽象出來適用于所有的汽車 ECU它是跟ECU勺 應(yīng)用以及ECU所使用的硬件緊密相關(guān)的，屬于 AUTOSA構(gòu) 架中在不同的ECU上無法移植的部分。Services LayerECU Abstraction LayerMicrocontroller Abstraction LaverFAppticatioiiADTOSAR Runtime Enviromnent (RTE)System Ser