AUTOSAR架构简述.pdf

《AUTOSAR架构简述.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AUTOSAR架构简述.pdf（16页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品 精品 请选择 Web Layout 浏览模式 1.总体概述 AUTOSAR(汽车开放系统架构)，整车软件系统可以通过AUTOSAR 架构对车载网络、系统内存及总线诊断进行深度管理，他的出现有利于整车电子系统软件的更新及交换，并改善系统的可靠性和稳定性。目前支持 AUTOSAR 标准的工具和软件供应商都已经推出了相应的产品，提供需求管理，系统描述，软件构件算法模型验证，软件构建算法建模，软件构件代码生成，RTE（Runtime Environment）生成，ECU 配置以及基础软件和操作系统等服务，帮助 OEM 实现无缝的系统软件架构开发流程。AUTOSAR 计划目标主要有三个：1）建立独

2、立于硬件的分层软件架构；2）为实施应用提供方法论，包括制定无缝的软件架构堆叠流程并将应用软件整合至 ECU；3）制定各种车辆应用接口规范，作为应用软件整合标准，以便软件构件在不同汽车平台复用。2.分层概述 精品 精品 AUTOSAR 体系架构分层标准 1）应用层（Application Layer）精品 精品 应用层中的功能由各软件组件 SWC(software component)实现，组件中封装了部分或者全部汽车电子功能，包括对其功能的具体实现以及描述，比如控制汽车大灯、空调等部件的运作，但是与汽车硬件系统没有连接。1.1）软件组件(software component)软件组件 SWC(

3、software component)是由 Atomic component(最 小 逻 辑 单 元)组 成。Atomic component最 小 逻 辑 单 元 有 Application、Sensor/actuator(传感器/执行器)两种类型。其中Application 是算法实现了类型，能在 ECU 中自精品 精品 由映射；Sensor、Actuator 是为 Application 提供的 I/O 端口类型，用于与 ECU 绑定，但不可像Application 那样能在各 ECU 上自由映射。数个SWC 的逻辑集合组合成 Composition。SWC 组成实类 1.2）端口（po

4、rts）端口 Ports 是用来和其他 SWC 通信的。通信内容分别为 Data elements（数据元）与 operations（操作）。其中，Data elements 用 Sender/Receiver通讯方式；operations 用 Client/Server 通讯方式。精品 精品 通讯方式 发送-接收端口（Sender/Receiver）用来传输数据，具有一个通信端口可以包含多种数据类型特点。但如果一个数据类型要通过总线传输，那么它必须与一个信号对应起来，数据类型既可以是简单的数据类型(integer,float)，也可以是复杂类型(array,record)。通信方式:1:n

5、或 n:1。精品 精品 客户端服务器端口（Client/Server）用来提供 Operation 服务，具有一个客户端服务器端口可以包含多种 Operation 和同步或是异步通信特点，一个客户端服务器端口可以包含多种Operations 操作，Operations 操作也可被单个调用。通信方式:1:n 或 n:1。精品 精品 1.3）可运行实体（Runables entities）可运行实体简称 Runnables。可运行实体包含实际实现的函数，可以是具体的逻辑算法或是实际操作。可运行实体由 RTE 周期性或是事件触发调用，如当接收到数据。2）Runtime environment 层（R

6、TE）精品 精品 中间件部分给应用层提供了通信手段，这里的通信是一种广义的通讯，可以理解成接口，应用层与其他软件体的信息交互有两种，第一种是应用层中的不同模块之间的信息交互；第二种是应用层模块同基础软件之间的信息交互。而 RTE 就是这些交互使用的接口的集散地，它汇总了所有需要和软件体外部交互的接口。从某种意义上来看，设计符合 AUTOSAR 的系统其实就是设计 RTE。SW-C 之间的通信是调用 RTE API 函数而非直接实现的，都在 RTE 的管理和控制之下。每个 API 遵循统精品 精品 一的命名规则且只和软件组件自身的描述有关。具体通信实现取决于系统设计和配置，都由工具供应商提供的R

7、TE Generator 自动生成的。在设计开发阶段中，软件组件通信层面引入了一个新的概念，虚拟功能总线 VFB（Virtual Functional Bus）。它是对 AUTOSAR 所有通信机制的抽象，利用 VFB，开发工程师将软件组件的通信细节抽象，只需要通过AUTOSAR 所定义的接口进行描述，即能够实现软件组件与其他组件以及硬件之间的通信，甚至 ECU 内部或者是与其他 ECU 之间的数据传输。从图中可以看到，有三种接口描述，我们先从定义的角度来看这三种接口有什么不同。精品 精品 2.1）Standardized Interface（标准接口）：标准接口是在AUTOSAR 标准中被标

8、准化的接口，但是并没有使用AUTOSAR 接口技术，标准接口通常被用在某个 ECU 内部的软件模块之间的通讯，不能用于网络通讯。2.2）Standardized AUTOSAR Interface（标准 AUTOSAR接口）：标准 AUTOSAR 接口是在 AUTOSAR 标准中使用AUTOSAR 接口技术标准化的接口，这样的接口的语法和语义都被规定好了，这样的接口通常使用在 AUTOSAR 服务中，这样的接口是基础软件服务提供给应用程序的。2.3）AUTOSAR Interface（AUTOSAR 接口）：AUTOSAR接口定义了软件模块和 BSW 模块（仅仅是 IO 抽象和复杂驱动）之间交

9、互的方式，AUTOSAR 接口是以 port 的形式出现的，AUTOSAR 将 ECU 内部的通讯和网络通讯使用的接口进行了统一。从上边的定义中我们可以看出不同的接口使用的场景不同，及不同的模块交互会使用到不同的接口。除了将接口归类以外，这样定义究竟有什么实际的意义呢？从实际使用的角度来看，第一和第二类接口都是语法语义标准化的接口，即接口函数的数量、函数的名字、函数参数名字精品 精品 及数量、函数的功能、函数的返回值都已经在标准里边定义好了。不同的公司的软件在实施这些接口的时候虽然内容算法不同，但是它们长相和功能是一致的，接口定义在AUTOSAR 规范文档里边是可以查得到的。第三类接口呢，AU

10、TOSAR 仅仅规定了简单的命名规则，这类接口高度的和应用相关，比如 BCU 控制大灯打开的接口可以是Rte_Call_RPort_BeamLight_SetDigOut 也可以是Rte_Call_RPort_HeaderLight_Output，公司可以自己定义，又比如仪表想要从 CAN 总线上获得车速，改接口可以是Rte_IRead_RE_Test_RPort_Speed_uint8 也可以是Rte_IRead_Test_RE_RPort_Spd_uint8，这些接口必须通过RTE 交互。精品 精品 3）Basic software 层（BSW）精品 精品 虽然汽车中有各种不同的ECU，它

11、们具有各种各样的功能，但是实现这些功能所需要的基础服务是可以抽象出来的，比如IO 操作，AD 操作，诊断，CAN 通讯，操作系统等，无非就是不同的 ECU 功能，所操作的 IO、AD 代表不同的含义，所接收发送的 CAN 消息代表不同的含义，操作系统调度的任务周期优先级不同。这些可以被抽象出来的基础服务被称为基础软件。根据不同的功能对基础软件继续可以细分成四部分，分别为服务层（Service Layer），ECU 抽象层（ECU Abstract Layer），复杂驱动（Complex Driver）和 MCAL（Microcontroller Abstraction Layer），四部分之间

12、的互相依赖程度不尽相同。3.1）服务层（Service Layer），这一层基础软件提供了汽精品 精品 车 ECU 非应用相关的服务，包括 OS，网络通讯，内存管理（NVRAM），诊断（UDS，故障管理等），ECU 状态管理模块等，它们对 ECU 的应用层功能提供辅助支持，这一层软件在不同领域的 ECU 中也非常相似，例如不同的 ECU中的 OS 的任务周期和优先级不同，不同的 ECU 中的NVRAM 的分区不同，存储的内容不同。3.2）ECU 抽象层（ECU Abstract Layer），这一层软件提供了 ECU 应用相关的服务，它是对一个 ECU 的抽象，它包括了所有的 ECU 的输入输

13、出，比如 AD，DIO，PWM 等，这一层软件直接实现了 ECU 的应用层功能，可以读取传感器状态，可以控制执行器输出，不同领域的 ECU 会有很大的不同。3.3）MCAL（Microcontroller Abstraction Layer），这一层软件是对 ECU 所使用的主控芯片的抽象，它跟芯片的实现紧密相关，是 ECU 软件的最底层部分，直接和主控芯片及外设芯片进行交互，它的作用是将芯片提供的功能抽象成接口，然后把这些接口提供给上边的服务层/ECU 抽象层使用。3.4）复杂驱动（Complex Drivers），汽车 ECU 中有一些精品 精品 领域的 ECU 会处理相当复杂的硬件信号，执行相当复杂的硬件动作，例如发动机控制，ABS 等，这些功能相关的软件很难抽象出来适用于所有的汽车 ECU，它是跟 ECU 的应用以及 ECU 所使用的硬件紧密相关的，属于 AUTOSAR构架中在不同的 ECU 上无法移植的部分。BSW 层中各个子模块说明 精品 精品 4）Microcontroller 层 底层驱动层是由芯片生产厂家提供。