AUTOSAR架構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)1t平均一臺(tái)車約為25個(gè)模塊，某些高端車型則高達(dá)百余個(gè)。同時(shí)娛樂(lè)信息系統(tǒng)作為人類第三屏，交互體驗(yàn)正不斷擴(kuò)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(jí)增長(zhǎng)。汽車電子領(lǐng)域迫切需要有一種全新的整車軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)應(yīng)對(duì)愈加復(fù)雜的電子設(shè)計(jì)。為此，在2003年歐洲寶馬為首幾家OEM巨頭與一些Tieri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(dòng)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(AUTom

2、otiveOpenSystemARchitecture）。DAIMLERMB-*-flHMIhMI'IiHVIVEH.VODCLPt-llDENSOhmjiwMMEKHnG-enerailOEMSTOYOTAVOLKSWAGENAGsiauHn»0HlihaIHmETASnfjf*7MAILTIlIIDNE<國(guó)4ML工AS6DevelcptneritMv-mbvrk.面MUIkIa上.一，HnMBfwhM/6ft，bccIkIi-ARM4VmSemkconduem它的出現(xiàn)有利于整車整車軟件系統(tǒng)可通過(guò)AUTOSAR架構(gòu)對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)內(nèi)存及總線的診斷功能進(jìn)行深度管理,電子

3、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(yàn)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(shí)現(xiàn)無(wú)縫的系統(tǒng)軟件架構(gòu)開發(fā)流程。AUTOSAR的分層設(shè)計(jì)AUTOSAR計(jì)戈ij目標(biāo)主要有三個(gè):建立獨(dú)立于硬件的分層軟件架構(gòu)為實(shí)施應(yīng)用提供方法論，包括制定無(wú)縫的軟件架構(gòu)堆疊流程并將應(yīng)用軟件整合至ECU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)用具呷岫加61SoftwaraCnpqwit具#而iwSott

4、wdrsCowponau：SoftwarvCemponenlAUTOCARAUTOSARirite-FtAMAUTOSARAUTOSARSoftwareApplltirtigSoftwareCampaneMAOTOSARDifferentKind,atInlvrfacisS1nr>dald50ftiW.gAUTOSARRuntimeEnvironment(RTE)API；VFB&RTEE場(chǎng)VFt1«AM1uPTErai«<¥amOperatingAUTO&ARIMerrueStandanLJBdAUTOS4RIrrtr-rlate3nH

5、di1，ECUAttraction'kiXrtw用Dev)EtDtIwsUlcrocontrollafAbfitrcllcn-ECU-HardwareAUTOSAR整體框架為分層式設(shè)計(jì)，以中間件RTE(RuntimeEnvironment)為界，隔離上層的應(yīng)用層(ApplicationLayer)與下層的基礎(chǔ)軟件(BasicSoftware)。軟件組件SWCVFB與RTE應(yīng)用層中的功能由各軟件組件(SWC)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)其具體功能的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)應(yīng)描述，如控制大燈，空調(diào)等部件的運(yùn)作，但與汽車硬件系統(tǒng)沒(méi)有連接。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

6、的概念，虛擬功能總線VFB(VirtualFunctionalBus),它是AUTOSAR對(duì)AUTOSAR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(guò)ECU內(nèi)部或者是與其他ECUSlandoltfSSoftww«AtJrCfiAKMpliCirtk噴hfireAriiiatrq-SofT-x稱反沖Fi士時(shí)砧nsr-hwweCanpi'FhjnAUTOSARlnt«cfacvMID號(hào)ARAUTOCARAPI2tVFB4RTESinncUid在edAUTOSARinurfM-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

7、的通信，甚至之間的數(shù)據(jù)傳輸。因此軟件組件只需向VFB發(fā)送輸出信號(hào)，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(yàn)證，而不需要依賴于傳統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。BrakeSmsorSWC1nininmrttiNFuMtianBus中間件RTE與面向?qū)ο驩O(objectoriented)的編程思想非常接近，所有ECU所對(duì)應(yīng)的RTE都是特定的，它負(fù)責(zé)著軟件構(gòu)件間以及軟件構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件之間的通信。對(duì)于軟件構(gòu)件來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)軟件不能夠直接訪問(wèn)，必須通過(guò)RTE進(jìn)入。因而RTE也被理解成是VFB的接口實(shí)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:3tMmJWB(CcmrMi

8、iubonJ值得注意的是，AUTOSAR軟件構(gòu)件無(wú)法直接訪問(wèn)基石軟件中的操作系統(tǒng)OS,因而在應(yīng)用程序中就不存在task的概念，且不能動(dòng)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(yùn)行實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)軟件構(gòu)件也許會(huì)有一個(gè)或者多個(gè)運(yùn)行實(shí)體，但是一個(gè)運(yùn)行實(shí)體只對(duì)應(yīng)一個(gè)入口?；A(chǔ)軟件層BSW基礎(chǔ)軟件則被抽象為四層:ApplicationLayerMcrocom&fe/Abs/actonLayerHardware服務(wù)層(ServicesLayer)ECU抽象層(ECUAbstractionLayer)微控制器抽象層(MicrocontrollerAbstractionLayer)復(fù)雜驅(qū)動(dòng)(ComplexDeviceDrivers)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(dòng)，并對(duì)微控制器內(nèi)外設(shè)的訪問(wèn)進(jìn)行了統(tǒng)一，實(shí)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(wèn)微控制器的驅(qū)動(dòng)（如I/O驅(qū)動(dòng)、ADC驅(qū)動(dòng)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(dòng)由于其嚴(yán)