AUTOSAR架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)簡介

1、近年隨著汽車電子化、智能化發(fā)展，汽車CAN總線上搭載的ECU日益增多。各汽車制造商車型因策略不同ECU數(shù)目略有不同，但據(jù)統(tǒng)計平均一臺車約為25個模塊，某些高端車型則高達百余個。同時娛樂信息系統(tǒng)作為人類第三屏，交互體驗正不斷擴展，加上車聯(lián)網(wǎng)程度的逐步加深，整車系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)量正在以量級增長。汽車電子領(lǐng)域迫切需要有一種全新的整車軟件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對愈加復(fù)雜的電子設(shè)計。為此，在2003年歐洲寶馬為首幾家OEM巨頭與一些Tier1成立AUTOSAR聯(lián)盟，致力于為汽車工業(yè)開發(fā)一套支持分布式的、功能驅(qū)動的汽車電子軟件開發(fā)方法和電子控制單元上的軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方案，也就是我們常聽到的AUTOSAR（AUTomo

2、tive Open System ARchitecture）。整車軟件系統(tǒng)可通過AUTOSAR架構(gòu)對車載網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)內(nèi)存及總線的診斷功能進行深度管理，它的出現(xiàn)有利于整車電子系統(tǒng)軟件的更新與交換，并改善了系統(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)件算法模型驗證，軟件構(gòu)建算法建模，軟件構(gòu)件代碼生成，RTE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實現(xiàn)無縫的系統(tǒng)軟件架構(gòu)開發(fā)流程。AUTOSAR的分層設(shè)計AUTOSAR計劃目標(biāo)主要有三個：Ø 建立獨立于硬件的分層軟件架構(gòu)Ø 為實施應(yīng)用提供方法論

3、，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ECUØ 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AUTOSAR整體框架為分層式設(shè)計，以中間件RTE(Runtime Environment)為界，隔離上層的應(yīng)用層（Application Layer）與下層的基礎(chǔ)軟件（Basic Software）。軟件組件SWC VFB與RTE應(yīng)用層中的功能由各軟件組件（SWC）實現(xiàn)，組件中封裝了部分或者全部汽車電子功能，包括對其具體功能的實現(xiàn)以及對應(yīng)描述，如控制大燈，空調(diào)等部件的運作，但與汽車硬件系統(tǒng)沒有連接。在設(shè)計開發(fā)階段中，軟件組件通信層面引入了一個新的

4、概念，虛擬功能總線VFB（Virtual Functional Bus），它是對AUTOSAR所有通信機制的抽象，利用VFB，開發(fā)工程師將軟件組件的通信細節(jié)抽象，只需要通過AUTOSAR所定義的接口進行描述，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。因此軟件組件只需向VFB發(fā)送輸出信號，VFB將信息傳輸給目標(biāo)組建的輸入端口，這樣的方式使得在硬件定義之前，即可完成功能軟件的驗證，而不需要依賴于傳統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。中間件RTE與面向?qū)ο驩O（object oriented）的編程思想非常接近，所有ECU所對應(yīng)的RTE都是特定的，它負責(zé)著軟件構(gòu)件間以

5、及軟件構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件之間的通信。對于軟件構(gòu)件來說，基礎(chǔ)軟件不能夠直接訪問，必須通過RTE進入。因而RTE也被理解成是VFB的接口實現(xiàn)。而構(gòu)件之間及構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件的通信關(guān)系如圖所示：值得注意的是，AUTOSAR軟件構(gòu)件無法直接訪問基礎(chǔ)軟件中的操作系統(tǒng)OS，因而在應(yīng)用程序中就不存在task的概念，且不能動態(tài)創(chuàng)建線程，因此并行的任務(wù)由RTE直接管理調(diào)入的構(gòu)件運行實體來實現(xiàn)。每個軟件構(gòu)件也許會有一個或者多個運行實體，但是一個運行實體只對應(yīng)一個入口?；A(chǔ)軟件層 BSW基礎(chǔ)軟件則被抽象為四層：Ø 服務(wù)層（Services Layer）Ø ECU抽象層（ECU Abstraction L

6、ayer）Ø 微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer）Ø 復(fù)雜驅(qū)動（Complex Device Drivers）1、服務(wù)層包含RTOS、通信與網(wǎng)絡(luò)管理、內(nèi)存管理、診斷服務(wù)、狀態(tài)管理、程序監(jiān)控等服務(wù)；2、ECU抽象層中封裝了微控制器層及外圍設(shè)備的驅(qū)動，并對微控制器內(nèi)外設(shè)的訪問進行了統(tǒng)一，實現(xiàn)了軟件應(yīng)用層與硬件系統(tǒng)的分離。3、微控制器抽象層位于基礎(chǔ)軟件的最底層，包含了訪問微控制器的驅(qū)動（如I/O驅(qū)動、ADC驅(qū)動等），做到了上層軟件與微控制器的分離，以便應(yīng)用的后續(xù)的移植復(fù)用。4、復(fù)雜驅(qū)動由于其嚴格的時序為應(yīng)用層通過RTE訪問硬件提供支持。AUTOSAR軟件架構(gòu)的提出與推廣將有效