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基于Vector的Autosar基础解读

发布网友 发布时间:2024-10-07 18:36

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热心网友 时间:2024-10-08 07:22

Autosar基础

Autosar(Automotive Open System Architecture)是汽车行业的标准化软件架构,针对软件的复用、维护与高效集成提供解决方案。其背景包括软件开发量的增加、电子系统复杂性提升、生命周期管理差异、硬件抽象与软件模块化的问题、重用性差以及多样的硬件平台等。

本文基于Vector的培训材料,对Autosar进行入门级解读。

1. Autosar简介

Autosar旨在减少重复开发,实现软件模块在不同车型间的复用。通过将特定功能模块(如座椅调节、灯光控制等)抽象为SWC(Software Component),在不同系统中配置这些功能,避免了针对每个车型重新编码。

以舒适系统中的车灯和门控系统为例,通过定义功能组件、逻辑流程,并利用Autosar配置工具,实现软件组件的复用。此过程涉及对控制系统框图的理解和软件组件的分布式实现。

1.1 SWC软件单元

SWC(Software Component)作为最小的软件逻辑单元,包括应用层、Sensor(传感器)与Actuator(执行端)等,支持算法实现和硬件绑定。SWC间的通信通过Port(接口)实现,支持数据元素(S/R)与操作方式(C/S)。

Port口用于实现SWC之间的通信,数据传输可以是简单的或复杂的。例如,Dimmer发送信号到Light接收,其中Light_Dimm为复杂数据,触发信号为DoorLeft_Open。通信方式既可为1:N,也可为N:1。

1.2 BSW分层

BSW(Basic Software)分为三个层次:服务抽象层、MCAL(Microcontroller Abstraction Layer)以及ECU抽象层&复杂设备驱动。服务抽象层提供给应用层可用的服务,如诊断、NVM、OS、通信、内存管理等。ECU抽象层则使上层软件与硬件设计无关,包含ECU板上的外设驱动与接口。

1.3 运行环境RTE

RTE(Runtime Environment)作为中间层,确保SWC和ECU的映射无关,提供通信服务,实现SWC之间的数据传输与通信。

2. Autosar方法论

Autosar的方法论涵盖了内容描述、系统配置描述、ECU配置描述等,为软件开发提供全局指导。方法论涉及内容描述、ECU配置描述、系统限制描述、ECU资源描述等,为系统配置、ECU配置提供依据,最终生成ECU集成、OS配置、BSW配置、MCAL配置等。

3. AUTOSAR实时环境(RTE)

RTE作为通信机构,在SWC和BSW之间进行数据交互与通信,确保整个ASW和BSW系统的运作。

3.1 VFB的具体实现

VFB(Virtual Function Block)通过RTE实现,提供SWC间的交互与通信,支持数据一致性与简单/复杂数据通信。

3.2 Runnables的触发

Runnables(运行时任务)的触发条件包括定时、事件、服务调用、状态切换等。RTE作为通信机构,通过事件触发Runnables运行。

3.3 Sender/Receiver通信

Sender/Receiver通信通过RTE进行,可以是直接访问或使用队列。在进入Runnable前建立副本,运行结束后拷贝副本回实际数据地址,适用于一致性要求高的数据组。

3.4 Server/Client通信

Server/Client通信实现方式包括同步与异步调用,Sever端操作通过RTE直接被调用或分配到Task中。

3.5 AUTOSAR的接口定义

AUTOSAR接口包括通用接口、标准AUTOSAR接口与标准接口,用于SWC之间的通信与与ECU固件的交互。

4. Autosar基础软件(BSW)

Autosar BSW包括COM、PDU Router、CAN-TP、Bus Interface、Driver、Transceiver等模块,实现通信、总线管理与硬件操作。

4.1 通信流

通信流程涉及报文生成、传输与接收,包括周期型或事件型数据传输,通过COM、PDU Router、Driver等模块实现。

4.2 Mode Manager

Mode Manager管理ECU状态机,包括唤醒事件收集、通信管理与网络管理,确保ECU状态的协调与通信的启动/关闭。

4.3 Memory Services

Memory Services提供内存抽象,实现内部或外部存储设备的统一操作,支持NVRAM管理、内存抽象接口与内存驱动,确保数据安全与存储。

4.4 Diagnostic Services

Diagnostic Services包括DCM(诊断通信管理)、DEM(故障事件记录)与FIM(诊断条件使能),负责错误检测、记录与故障通知,确保系统健康与诊断能力。

4.5 Hardware IO

Hardware IO涉及I/O接口的抽象与具体传感器/执行器的操作,支持硬件接口的抽象与初始化,包括ADC、DIO、PWM等驱动。

4.6 操作系统OS

操作系统OS提供不同等级的支持,包括标准OSEK OS、时间保护与内存保护,确保任务调度与资源管理。

5. 基于Vector的Autosar实现

Vector提供设计配置工具、仿真测试工具以及BSW模块,通过DaVinci Network Designer进行系统与ECU软件设计,实现Autosar系统的高效构建与优化。
基于Vector的Autosar基础解读

5. 基于Vector的Autosar实现 Vector提供设计配置工具、仿真测试工具以及BSW模块,通过DaVinci Network Designer进行系统与ECU软件设计,实现Autosar系统的高效构建与优化。

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