AUTOSAR架構軟件結構簡介

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。汽車電子領域迫切需要有一種全新的整車軟件設計標準來應對愈加復雜的電子設計。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標準化方案，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架構對車載網(wǎng)絡、系統(tǒng)內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標準的工具和軟件供應商都已經(jīng)推出了相應的產(chǎn)品，提供需求管理，系統(tǒng)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生成，ECU配置以及基礎軟件和操作系統(tǒng)等服務，幫助OEM實現(xiàn)無縫的系統(tǒng)軟件架構開發(fā)流程。AUTOSAR的分層設計AUTOSAR計劃目標主要有三個：Ø 建立獨立于硬件的分層軟件架構Ø 為實施應用提供方法論

3、，包括制定無縫的軟件架構堆疊流程并將應用軟件整合至ECUØ 制定各種車輛應用接口規(guī)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AUTOSAR整體框架為分層式設計，以中間件RTE(Runtime Environment)為界，隔離上層的應用層（Application Layer）與下層的基礎軟件（Basic Software）。軟件組件SWC VFB與RTE應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)以及對應描述，如控制大燈，空調等部件的運作，但與汽車硬件系統(tǒng)沒有連接。在設計開發(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，即能夠實現(xiàn)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(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與面向對象OO（object oriented）的編程思想非常接近，所有ECU所對應的RTE都是特定的，它負責著軟件構件間以

5、及軟件構件與基礎軟件之間的通信。對于軟件構件來說，基礎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)。而構件之間及構件與基礎軟件的通信關系如圖所示：值得注意的是，AUTOSAR軟件構件無法直接訪問基礎軟件中的操作系統(tǒng)OS，因而在應用程序中就不存在task的概念，且不能動態(tài)創(chuàng)建線程，因此并行的任務由RTE直接管理調入的構件運行實體來實現(xiàn)。每個軟件構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一個入口?；A軟件層 BSW基礎軟件則被抽象為四層：Ø 服務層（Services Layer）Ø ECU抽象層（ECU Abstraction L

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