AUTOSAR BSW層介紹

BSW架構(gòu)

上一篇文章提到了基礎(chǔ)軟件層BSW包含微處理器抽象層(MCAL)、ECU抽象層、服務(wù)層以及復(fù)雜驅(qū)動(dòng)，而每一層按照功能模塊可以進(jìn)一步劃分，如下圖所示。

微處理器抽象層MCAL

我們先來看一下微處理器抽象層(MCAL)，MCAL是BSW的最低層，它包含一些MCU內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軟件模塊，這些驅(qū)動(dòng)直接訪問MCU內(nèi)部外設(shè)(ADC、WatchDog、General Purpose Timer等)。MCAL這一層依賴于MCU，但是它的上面一層(ECU抽象層)則可以獨(dú)立于具體的MCU。

MCAL主要包含下面這些模塊：

• 微控制器驅(qū)動(dòng)
  MCU內(nèi)部外設(shè)驅(qū)動(dòng)，比如看門狗、通用功能定時(shí)器等。
• 通信接口驅(qū)動(dòng)
  ECU板上通信接口驅(qū)動(dòng)(如SPI, I2C)以及整車通信接口驅(qū)動(dòng)(CAN, 以太網(wǎng)等)
• 非易失性存儲器(NVM)驅(qū)動(dòng)
  片上NVM驅(qū)動(dòng)(內(nèi)部Flash、EEPROM等)，片外NVM驅(qū)動(dòng)(外部Flash、EEPROM等)
• I/O驅(qū)動(dòng)
  模擬和數(shù)字I/O驅(qū)動(dòng)(ADC、PWM、DIO等)
• 加密模塊驅(qū)動(dòng)
  片上加密模塊驅(qū)動(dòng)，如SHE、HSM

ECU抽象層

ECU的全稱是Eclectronic Control Unit，直譯為電子控制單元，也稱為行車電腦。通俗來講就是MCU加上一些外圍必要的電路組成的一個(gè)系統(tǒng)，可以對各種輸入信號(傳感器信號、車載網(wǎng)絡(luò)信號等)進(jìn)行加工處理，然后進(jìn)行信號輸出(控制執(zhí)行器的信號、車載網(wǎng)絡(luò)信號等)的一個(gè)專用嵌入式系統(tǒng)。

ECU抽象層對MCAL所包含的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行封裝，同時(shí)它還包含片外設(shè)備(板上設(shè)備)的驅(qū)動(dòng)。ECU抽象層提供訪問各種設(shè)備的接口，不管這些設(shè)備的位置在哪里(是MCU內(nèi)部還是MCU外部)，也不管它們是如何與MCU進(jìn)行連接的(端口還是串行通信)。它的任務(wù)是讓上層軟件(服務(wù)層)獨(dú)立于ECU硬件設(shè)備。

片外設(shè)備顧名思義是位于MCU外部的設(shè)備，或者說是ECU的板上設(shè)備。這些設(shè)備包括但不限于：

• 外部EEPROM
• 外部看門狗
• 外部FLASH

片外設(shè)備的驅(qū)動(dòng)被稱為外部驅(qū)動(dòng)，它們位于ECU抽象層，它們通過MCAL層的驅(qū)動(dòng)訪問這些外部設(shè)備。一個(gè)例子是，具有SPI接口的外部EEPROM的驅(qū)動(dòng)程序，通過MCAL的SPI總線驅(qū)動(dòng)對外部EEPROM進(jìn)行訪問。

ECU抽象層通常包含一系列接口，這些接口是對位于它們下方的模塊的抽象。它提供訪問特定類型設(shè)備的通用API，不關(guān)心該類型設(shè)備存在的個(gè)數(shù)以及具體的硬件實(shí)現(xiàn)。接口層只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞，不改變數(shù)據(jù)的內(nèi)容。比如，一個(gè)CAN通信系統(tǒng)的接口提供訪問CAN網(wǎng)絡(luò)的API，調(diào)用者不必關(guān)心CAN控制器的個(gè)數(shù)，也不用關(guān)心CAN控制器的位置是在MCU內(nèi)部還是MCU外部。

復(fù)雜驅(qū)動(dòng)CDD

復(fù)雜驅(qū)動(dòng)跨越MCAL、ECU抽象層和服務(wù)層，是AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)之外的基礎(chǔ)軟件模塊。一般是通過特定中斷或復(fù)雜的MCU外設(shè)，用來實(shí)現(xiàn)傳感器處理和執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，比如電機(jī)控制、電磁閥控制、位置檢測等。

復(fù)雜驅(qū)動(dòng)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)特殊功能或者對時(shí)序有較高要求的功能，用以處理復(fù)雜的傳感器和執(zhí)行器。復(fù)雜驅(qū)動(dòng)高度依賴于MCU、ECU和應(yīng)用軟件。

服務(wù)層

服務(wù)層是BSW的最高層，為上層的應(yīng)用軟件提供各種服務(wù)：

• Input/Output
  對傳感器、執(zhí)行器以及ECU板上設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)訪問服務(wù)
• 存儲服務(wù)
  對內(nèi)部/外部存儲設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化訪問服務(wù)(NVM)
• 通信服務(wù)
  對車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(CAN, LIN)、ECU板上通信系統(tǒng)(SPI, I2C)的標(biāo)準(zhǔn)訪問服務(wù)
• Off-Board通信
  對V2X通信，車內(nèi)無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)
• 系統(tǒng)服務(wù)
  標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)服務(wù)(操作系統(tǒng)，定時(shí)器)
• 診斷服務(wù)
  UDS診斷服務(wù)，內(nèi)存錯(cuò)誤檢測，DTC等
• ECU狀態(tài)管理
  ECU電源狀態(tài)管理，模式管理服務(wù)，看門狗管理
• 加密服務(wù)
  對密碼原語的標(biāo)準(zhǔn)化訪問服務(wù)，包括內(nèi)部/外部硬件加速器