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)1t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)計標準來應對愈加復雜的電子設(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)標準化方案，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AUTOSAR架構(gòu)對車載網(wǎng)絡、系統(tǒng)內(nèi)存及總線的診斷功能進行深度管理,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(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，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計戈ij目標主要有三個:建立獨立于硬件的分層軟件架構(gòu)為實施應用提供方法論，包括制定無縫的軟件架構(gòu)堆疊流程并將應用軟件整合至ECU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(gòu)件在不同汽車平臺復用具呷岫加61SoftwaraCnpqwit具#而iwSott

4、wdrsCowponau：SoftwarvCemponenlAUTOCARAUTOSARirite-FtAMAUTOSARAUTOSARSoftwareApplltirtigSoftwareCampaneMAOTOSARDifferentKind,atInlvrfacisS1nr>dald50ftiW.gAUTOSARRuntimeEnvironment(RTE)API；VFB&RTEE場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，以中間件RTE(RuntimeEnvironment)為界，隔離上層的應用層(ApplicationLayer)與下層的基礎(chǔ)軟件(BasicSoftware)。軟件組件SWCVFB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(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

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

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，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)。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所對應的RTE都是特定的，它負責著軟件構(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:3tMmJWB(CcmrMi

8、iubonJ值得注意的是，AUTOSAR軟件構(gòu)件無法直接訪問基石軟件中的操作系統(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(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一個入口?；A(chǔ)軟件層BSW基礎(chǔ)軟件則被抽象為四層:ApplicationLayerMcrocom&fe/Abs/actonLayerHardware服務層(ServicesLayer)ECU抽象層(ECUAbstractionLayer)微控制器抽象層(MicrocontrollerAbstractionLayer)復雜驅(qū)動(ComplexDeviceDrivers)1、服務層包含RTOS、通信與網(wǎng)絡管理、內(nèi)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(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，以便應用的后續(xù)的移植復用。4、復雜驅(qū)動由于其嚴