逐步講解AUTOSAR的Memory原理策略

很多人都覺得AUTOSAR的Memory很復(fù)雜，搞了很久都摸不透里面的原理策略。

其實，AUTOSAR的Memory在AUTOSAR的架構(gòu)下，封裝得很好，只是我們很多人從普通嵌入式軟件開發(fā)模式而來，一下子轉(zhuǎn)不過彎而已。

本文就從普通嵌入式軟件開發(fā)中的Memory入手，逐步講解AUTOSAR的Memory原理策略。

注：以下講的Memory方案是指EEPROM、DataFlash等非易失性存儲（NVM）的軟件方案。

1.傳統(tǒng)嵌入式存儲方案

試想下，一個簡單的嵌入式系統(tǒng)軟件里，如果想存儲寫信息到EEPROM（假設(shè)外置的EEPROM，通過IIC訪問），你會如何設(shè)計？

最簡單的辦法，寫好IIC通信，直接根據(jù)EEPROM的地址通過IIC進(jìn)行訪問，反正就是操作EEPROM，不用管那么多。但是軟件結(jié)構(gòu)比較混亂，驅(qū)動和應(yīng)用混在一起。

這種做法，但凡有點軟件層次結(jié)構(gòu)概念的人都不會這么干，當(dāng)然只是臨時調(diào)試下硬件是無所謂的。

那么，改進(jìn)下軟件設(shè)計，把IIC驅(qū)動單獨出來，是很常用的做法吧，比較IIC算是MCU的驅(qū)動，除了可以訪問EEPROM，還可以用來跟其他外設(shè)通信，做成獨立公共的驅(qū)動模塊，是理所當(dāng)然的。軟件層次結(jié)構(gòu)就像下面的這樣子。

當(dāng)然，對軟件有追求的人，肯定是比較鄙視上面兩種結(jié)構(gòu)的，EEPROM好歹也要單獨一個模塊吧。單獨一個應(yīng)用倒是無所謂，如果要好幾個應(yīng)用要讀寫EEPROM，豈不是亂成一團(tuán)了！

于是，設(shè)計成這樣的接口，看起來是比較理想的。

普通的嵌入式軟件的EEPROM設(shè)計，大多都是這樣的，也比較靈活。

然而，AUTOSAR有更高的追求，它把EEPROM、DataFlash等NVM看成一類存儲，而不管存儲的實際介質(zhì)是什么，統(tǒng)統(tǒng)都叫NVM。

于是乎，設(shè)計一個NVM的模塊就呼之欲出了。NVM的對外的接口是統(tǒng)一的，而它對接DataFlash或EEPROM，還分別多加了一個FEE和EA這樣的模塊。

2.AUTOSAR的存儲方案

到這里，我們對比下這幾種方案。

上圖方案A和方案B就不考慮了，那方案C和方案D的對比，差別在哪？

除了NVM這個模塊是通用性的，還多出了個FEE和EA，那么FEE和EA分別是干嘛的？

在解釋這兩個模塊之前，先從AUTOSAR的架構(gòu)層面來看看，實際上FEE和EA就在Memory Hardware Abstraction層里面，注意關(guān)鍵字Abstraction。

FEE是Flash EEPROM Emulation的縮寫，而EA是EEPROM Abstraction的縮寫。

AUTOSAR考慮問題比較周到，NVM的存儲是要考慮壽命的，特別是用在汽車行業(yè)。

一般情況下，DataFlash的P/E Cycle是10萬次，EEPROM的是100萬次。另外，DataFlash的擦寫單位是比較大的，如果只想寫一兩個byte，需要擦除一大片，非常不友好。

于是要將DataFlash模擬成EEPROM來使用，這個FEE就出來了。當(dāng)然FEE還考慮了磨損均衡算法，英文一般叫Wear Leveling。

那EA呢？因為EEPROM不同廠家做的地址、page管理等方式不一樣，所以要做個抽象層來統(tǒng)一管理下，同時也加入了磨損均衡算法，來增加EEPROM的壽命。

以下以在0x0008地址寫入0x11, 0x22, 0x33, 0x44這四個字節(jié)內(nèi)容為例，看看EEPROM和DataFlash的實際操作情況：

很明顯，EEPROM在同一個位置頻繁操作也不是非常好的，只要次數(shù)多也是會影響壽命的，而Flash在這方面的劣勢就更明顯了，不但擦寫單位比較大，壽命也比較短，所以這個FEE和EA的抽象是有必要的，磨損均衡技術(shù)也是有必要的。

至于這個磨損均衡技術(shù)是怎么實現(xiàn)的，涉及到的內(nèi)容比較多，后續(xù)再細(xì)講。

細(xì)心的小伙伴，會發(fā)現(xiàn)，為什么還有個MemIf？

實際上這個MemIf很簡單，僅僅是統(tǒng)一封裝了下FEE和EA的接口，為NVM提供一個統(tǒng)一的接口管理而已，如果非要說，那只能說NVM比較嬌貴，啥都要給它準(zhǔn)備得好好的。

3.NVM的存儲結(jié)構(gòu)

這樣就完了嗎，軟件架構(gòu)層次基本就這樣了。

然而，AUTOSAR里面的這個Memory這一套東西，是很有搞頭的，怎么說呢？

除了層次分明外，它對存儲的結(jié)構(gòu)抽象得很明確，于是就有了RAM Block，Data Set等這樣的概念。

這部分內(nèi)容，在《一圖讀懂AUTOSAR NvM(附pdf版文檔資源)》里面已經(jīng)講得很清楚了，本文不再累述。再次附上一張NVM Block結(jié)構(gòu)的匯總圖，方便平時查閱。

4.AUTOSAR NVM的配置

講了這么多，NVM怎么使用？

想其他AUTOSAR的Mode模塊一樣，NVM的接口不是給應(yīng)用直接調(diào)用的，而是通過AUTOSAR的開發(fā)工具鏈給SWC配置NVM的Service接口，然后生成對應(yīng)的Runnable等接口調(diào)用的，這里有套規(guī)則。

這個NVM配置的內(nèi)容雖然涉及到的概念有點多，步驟也有點多，但搞清楚后就很簡單了。

審核編輯：劉清