1、【精品文檔】如有侵權，請聯系網站刪除，僅供學習與交流AUTOSAR架構簡述.精品文檔.請選擇Web Layout 瀏覽模式1. 總體概述AUTOSAR(汽車開放系統架構)，整車軟件系統可以通過AUTOSAR架構對車載網絡、系統內存及總線診斷進行深度管理，他的出現有利于整車電子系統軟件的更新及交換，并改善系統的可靠性和穩定性。目前支持AUTOSAR標準的工具和軟件供應商都已經推出了相應的產品，提供需求管理，系統描述，軟件構件算法模型驗證，軟件構建算法建模，軟件構件代碼生成，RTE（Runtime Environment）生成，ECU配置以及基礎軟件和操作系統等服務，幫助OEM實現無縫的系統軟件架

2、構開發流程。AUTOSAR計劃目標主要有三個：1）建立獨立于硬件的分層軟件架構；2）為實施應用提供方法論，包括制定無縫的軟件架構堆疊流程并將應用軟件整合至ECU；3）制定各種車輛應用接口規范，作為應用軟件整合標準，以便軟件構件在不同汽車平臺復用。2. 分層概述AUTOSAR體系架構分層標準1） 應用層（Application Layer）應用層中的功能由各軟件組件SWC(software component)實現，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現以及描述，比如控制汽車大燈、空調等部件的運作，但是與汽車硬件系統沒有連接。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/執行器)兩種類型。其中Application是算法實現了類型，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。數個SWC的邏輯集合組合成Composition。SWC組成實類1.2） 端口（ports）端口Ports是用來和其他SWC通信的

4、。通信內容分別為Data elements（數據元）與operations（操作）。其中，Data elements用Sender/Receiver通訊方式；operations用Client/Server通訊方式。通訊方式發送-接收端口（Sender/Receiver）用來傳輸數據，具有一個通信端口可以包含多種數據類型特點。但如果一個數據類型要通過總線傳輸，那么它必須與一個信號對應起來，數據類型既可以是簡單的數據類型(integer, float)，也可以是復雜類型(array, record)。通信方式:1:n或n:1。客戶端服務器端口（Client/Server）用來提供Operatio

5、n服務，具有一個客戶端服務器端口可以包含多種Operation和同步或是異步通信特點，一個客戶端服務器端口可以包含多種Operations操作，Operations操作也可被單個調用。通信方式:1:n或n:1。1.3） 可運行實體（Runables entities）可運行實體簡稱Runnables。可運行實體包含實際實現的函數，可以是具體的邏輯算法或是實際操作。可運行實體由RTE周期性或是事件觸發調用，如當接收到數據。2） Runtime environment層（RTE）中間件部分給應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，應用層與其他軟件體的信息交互有兩種，第一種

6、是應用層中的不同模塊之間的信息交互；第二種是應用層模塊同基礎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，設計符合AUTOSAR的系統其實就是設計RTE。SW-C之間的通信是調用RTE API函數而非直接實現的，都在RTE的管理和控制之下。每個API遵循統一的命名規則且只和軟件組件自身的描述有關。具體通信實現取決于系統設計和配置，都由工具供應商提供的RTE Generator自動生成的。在設計開發階段中，軟件組件通信層面引入了一個新的概念，虛擬功能總線VFB（Virtual Functional Bus）。它是對AUTOS

7、AR所有通信機制的抽象，利用VFB，開發工程師將軟件組件的通信細節抽象，只需要通過AUTOSAR所定義的接口進行描述，即能夠實現軟件組件與其他組件以及硬件之間的通信，甚至ECU內部或者是與其他ECU之間的數據傳輸。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（標準接口）：標準接口是在AUTOSAR標準中被標準化的接口，但是并沒有使用AUTOSAR接口技術，標準接口通常被用在某個ECU內部的軟件模塊之間的通訊，不能用于網絡通訊。2.2）Standardized AUTOSAR Interface（標準AUTOSA

8、R接口）：標準AUTOSAR接口是在AUTOSAR標準中使用AUTOSAR接口技術標準化的接口，這樣的接口的語法和語義都被規定好了，這樣的接口通常使用在AUTOSAR服務中，這樣的接口是基礎軟件服務提供給應用程序的。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抽象和復雜驅動）之間交互的方式，AUTOSAR接口是以port的形式出現的，AUTOSAR將ECU內部的通訊和網絡通訊使用的接口進行了統一。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

9、什么實際的意義呢？從實際使用的角度來看，第一和第二類接口都是語法語義標準化的接口，即接口函數的數量、函數的名字、函數參數名字及數量、函數的功能、函數的返回值都已經在標準里邊定義好了。不同的公司的軟件在實施這些接口的時候雖然內容算法不同，但是它們長相和功能是一致的，接口定義在AUTOSAR規范文檔里邊是可以查得到的。第三類接口呢，AUTOSAR僅僅規定了簡單的命名規則，這類接口高度的和應用相關，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，但是實現這些功能所需要的基礎服務是可以抽象出來的，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，所接收發送的CAN消息代表不同的含義，操作系統調度的任務周期優先級不同。這些可以被抽象出來的基礎服務被稱為基礎軟件。根據不

11、同的功能對基礎軟件繼續可以細分成四部分，分別為服務層（Service Layer），ECU抽象層（ECU Abstract Layer），復雜驅動（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）服務層（Service Layer），這一層基礎軟件提供了汽車ECU非應用相關的服務，包括OS，網絡通訊，內存管理（NVRAM），診斷（UDS，故障管理等），ECU狀態管理模塊等，它們對ECU的應用層功能提供輔助支持，這一層軟件在不同領域的ECU中也非常相似，例如不同的ECU中的OS的任務周期和優

12、先級不同，不同的ECU中的NVRAM的分區不同，存儲的內容不同。3.2）ECU抽象層（ECU Abstract Layer），這一層軟件提供了ECU應用相關的服務，它是對一個ECU的抽象，它包括了所有的ECU的輸入輸出，比如AD，DIO，PWM等，這一層軟件直接實現了ECU的應用層功能，可以讀取傳感器狀態，可以控制執行器輸出，不同領域的ECU會有很大的不同。3.3）MCAL（Microcontroller Abstraction Layer），這一層軟件是對ECU所使用的主控芯片的抽象，它跟芯片的實現緊密相關，是ECU軟件的最底層部分，直接和主控芯片及外設芯片進行交互，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層/ECU抽象層使用。3.4）復雜驅動（Comple