AUTOSAR軟件架構(gòu)與開發(fā)方法

1 AUTOSAR軟件架構(gòu)

AUTOSAR軟件整體框架為分層式設(shè)計，以中間件RTE（Runtime Environment）為界，隔離上層的應(yīng)用層（Application Layer）與下層的基礎(chǔ)軟件（Basic Software）。如下圖所示AUTOSAR體系架構(gòu)分層標(biāo)準(zhǔn)。

圖 1 AUTOSAR體系架構(gòu)分層標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用層軟件由1個或多個軟件組件SWC（Software Component）實現(xiàn)，SWC中封裝了部分或者全部ECU功能，包括對其具體功能的實現(xiàn)以及對應(yīng)描述，如控制大燈，空調(diào)等部件的運(yùn)作，但與ECU硬件系統(tǒng)沒有連接。

中間層RTE主要是給應(yīng)用層提供通信手段，這里的通信是一種廣義的通信，可以理解成接口。應(yīng)用層與其他軟件的信息交互有兩種，第一種是應(yīng)用層中的不同SWC之間的信息交互；第二種是應(yīng)用層SWC與基礎(chǔ)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，它匯總了所有交互的接口。

不同SWC之間的通信是通過調(diào)用RTE提供的API函數(shù)實現(xiàn)的，都在RTE的管理和控制之下。每個API遵循統(tǒng)一的命名規(guī)則，且只和軟件組件自身的描述有關(guān)。RTE層的軟件都是由工具供應(yīng)商提供的配置工具自動生成的。而SWC的軟件可以通過工具生成也可以由用戶自行編寫，但要符合RTE層的API接口。

基礎(chǔ)軟件通常是實現(xiàn)ECU的基礎(chǔ)功能，如IO操作，AD操作，診斷，CAN通信，操作系統(tǒng)等。根據(jù)不同功能，可對基礎(chǔ)軟件繼續(xù)細(xì)分成四部分，分別為服務(wù)層（Service Layer），ECU抽象層（ECUAbstract Layer），復(fù)雜驅(qū)動（ComplexDriver）和MCAL（Microcontroller Absstraction Layer），四部分之間的互相依賴程度不盡相同。為了滿足不同ECU間的互操作性，基礎(chǔ)軟件通常也是借助工具提供商的工具自動生成。

圖 2 AUTOSAR分層架構(gòu)

服務(wù)層部分主要為應(yīng)用程序、RTE以及基礎(chǔ)模塊提供服務(wù)如：操作系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡(luò)通信與管理服務(wù)、存儲服務(wù)、診斷服務(wù)、ECU管理、看門狗管理。

圖 3 服務(wù)層

ECU抽象層包含許多外部設(shè)備驅(qū)動，使得更高層軟件與ECU硬件分布無關(guān)。如外部CAN Transceiver驅(qū)動、外部EEPROM驅(qū)動。

圖4 ECU抽象層

微控制器抽象層包含許多內(nèi)部驅(qū)動，使得更高層軟件與為微控制器無關(guān)。如IO驅(qū)動、AD驅(qū)動、CAN驅(qū)動。

圖5 微控制器抽象層

復(fù)雜驅(qū)動層實現(xiàn)復(fù)雜傳感器模擬和執(zhí)行器控制（直接訪問具體中斷或復(fù)雜微控制器外設(shè)），以及不支持AUTOSAR BSW分層架構(gòu)的驅(qū)動，如噴射控制，電子閥控制等。

圖6 復(fù)雜驅(qū)動層

2 AUTOSAR開發(fā)方法

AUTOSAR方法論描述了從系統(tǒng)底層配置到ECU可執(zhí)行代碼產(chǎn)生過程的設(shè)計步驟，可以分為建立抽象系統(tǒng)描述（需求）、建立VFB系統(tǒng)描述、開發(fā)軟件組件、開發(fā)系統(tǒng)和子系統(tǒng)、開發(fā)BSW、軟件集成這幾個步驟，從大的階段來講可分為系統(tǒng)配置、ECU設(shè)計與配置、軟件集成三個階段。圖7表述了從SWC描述階段到ECU提取的過程。

圖7 AUTOSAR開發(fā)方法

通過建立抽象系統(tǒng)描述，可描述為1個或多個SWC組件，通過VFB系統(tǒng)，將1個或多個SWC組件組合起來構(gòu)成整個系統(tǒng)。使用支持SWC軟件開發(fā)組件的工具根據(jù)ECU描述、系統(tǒng)約束描述將軟件需求映射到ECU上。圖8描述了借助AUTOSAR配置工具從系統(tǒng)底層配置到ECU可執(zhí)行代碼生成的過程。

圖8 AUTOSAR開發(fā)方法

首先借助配置工具生成系統(tǒng)配置描述文件，再提取各個ECU相關(guān)的描述將SWC映射到各個ECU上，再將子系統(tǒng)獨(dú)立出來，之后就可以開發(fā)單個ECU的SWC、BSW最后將生成的代碼集成，生成可執(zhí)行文件下載到ECU上運(yùn)行。

審核編輯 ：李倩