Понимание автосара и его архитектуры

AUTOSAR (Автомобильная открытая системная архитектура) можно определить как общую платформу для всей автомобильной промышленности, которая предназначена для расширения области применения функций транспортных средств без влияния на текущую операционную модель. AUTOSAR - это, по сути , открытая и стандартная программная архитектура, которая была совместно разработана производителями автомобилей, поставщиками и разработчиками инструментов. В этой статье мы узнаем, что такое AUTOSAR, и о различных уровнях его архитектуры.

Главный девиз AUTOSAR - «Сотрудничай по стандартам, соревнуйся в реализации». Эта уникальная архитектура была разработана для того, чтобы установить и поддерживать общий стандарт среди производителей, поставщиков программного обеспечения и разработчиков инструментов, чтобы результат процесса мог быть получен без каких-либо изменений.

АВТОСАР - Как все начиналось?

В 2003 году партнерство AUTOSAR было сформировано как альянс производителей OEM (производителей оригинального оборудования), поставщиков автомобилей Tire 1, производителей полупроводников, поставщиков программного обеспечения, поставщиков инструментов и других. Они установили AUTOSAR в качестве открытого отраслевого стандарта для архитектуры автомобильного программного обеспечения, учитывая различные существующие автомобильные электронные компоненты и архитектуру, которые будут формироваться в будущем.

В 10 Основные партнеры AUTOSAR являются BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation и Volkswagen.

Важность AUTOSAR

Инфраструктура AUTOSAR непростая, но зачем внедрять такую сложную инфраструктуру в автомобильную промышленность? На первых порах Зачем нам АВТОСАР?

По мере роста спроса на интеллектуальные, более безопасные и умные автомобили конкуренция в автомобильной промышленности также будет расти. Вся эта разведка и функциональность транспортного средства не могут быть реализованы одним органом.

Например, в автомобиле есть подушки безопасности, система GPS, интеллектуальная интеграция и т. Д. Все эти функции реализованы в различных ECU (электронных блоках управления) в различных отраслях автомобильной промышленности, поэтому все различные автомобильные блоки должны работать рука об руку. получить желаемую розетку.

Это также помогает в процессе разработки программного обеспечения, потому что до недавнего времени программное обеспечение, разработанное для автомобильной промышленности, было сосредоточено только на обеспечении функциональности системы, и они никогда не заботились о том, какие эффекты оно может обеспечить для системы. Это стало более сложным из-за большого количества функций над различными ЭБУ в разных транспортных сетях. Это стало более серьезной проблемой с увеличением нестандартных процедур разработки. Следовательно, они разработали AUTOSAR.

Различные уровни архитектуры AUTOSAR

Если вы посмотрите на изображение выше, вы можете определить, что архитектура AUTOSAR состоит из трех основных уровней, которые

Уровень приложения
Среда выполнения (RTE)
Базовое программное обеспечение (BSW)

Каждый из этих слоев имеет собственное назначение и выполняет определенную операцию.

Уровень приложения

Уровень приложений AUTOSAR состоит из различных приложений и определенных программных компонентов, которые предназначены для выполнения конкретной задачи в соответствии с данными инструкциями. Уровень приложений - это самый верхний уровень архитектуры программного обеспечения AUTOSAR, поэтому он важен для всех приложений для транспортных средств. Прикладной уровень состоит из трех наиболее важных компонентов, которые следует учитывать. Это компоненты прикладного программного обеспечения, порты этих компонентов и интерфейсы портов.

Компоненты программного обеспечения обеспечивают функциональность подсистемы, которая включает в себя операции и элементы данных, которые требуются программному обеспечению, а также ресурсы, необходимые для компонентов. Источник приложения не зависит от местоположения интерактивных компонентов, типа блоков управления двигателем, на которых отображается компонент, и количества экземпляров компонента в системе.

Уровень среды выполнения (RTE)

Уровень среды выполнения создает подходящую среду для работы программных компонентов (SWC). SWC всегда зависит от интерфейса, предоставляемого RTE.

Его можно рассматривать как центр связи между ЭБУ, находящимися в сети. Это помогает программным компонентам работать независимо от механизмов и каналов связи. RTE делает это возможным, отображая связи связи между компонентами, которые реализованы в различных шаблонах, на конкретный механизм внутренней связи, такой как вызов, или механизмы связи между ЭБУ, такие как сообщение COM.

RTE отвечает за управление жизненным циклом SWC. Он должен запускать и отключать функции в зависимости от потребностей. Он также действует как разделительный слой между Прикладным программным обеспечением (ASW) и Базовым программным обеспечением (BSW), где Базовое программное обеспечение имело разрешение вызывать любую функцию API или другие модули напрямую, но прикладное программное обеспечение может связываться только через порты.

RTE создается в две фазы.

Фаза контракта: эта фаза не зависит от ECU и обеспечивает контракт между прикладным программным обеспечением и RTE, то есть API компонентов ASW может быть закодирован.

Это привело к появлению заголовка, указанного в компоненте ASW, который мы можем включить в исходный код. Файл заголовка состоит из всех функций RTE API, которые могут использоваться в ASW, а также необходимые типы данных и структуры, необходимые для компонентов ASW, объявлены в файле заголовка.

Фаза генерации: эта фаза будет сосредоточена на генерации конкретного кода для данного ЭБУ. С помощью компонентов ASW и файлов заголовков, созданных на этапе контракта, и всего необходимого кода BSW, сгенерированный код можно скомпилировать в исполняемый файл для ECU.

Базовое программное обеспечение (BSW)

Уровень базового программного обеспечения можно определить как стандартизованное программное обеспечение, которое может предоставлять услуги программным компонентам AUTOSAR, и оно также используется для запуска функциональной части программного обеспечения. Базовое программное обеспечение включает стандартизованные и указанные в ECU компоненты.

Уровень базового программного обеспечения делится на 4 основные части, а именно уровень служб, уровень абстракции ECU, уровень абстракции микроконтроллера и сложные драйверы.

I. Уровень обслуживания

Это самый верхний уровень базового программного уровня, он предоставляет базовые программные модули для прикладного программного обеспечения и не зависит от микроконтроллера и аппаратного обеспечения ЭБУ.

Уровень обслуживания предоставляет такие функции, как

Службы памяти (управление NVRAM)
Диагностические услуги (включая UDS связь и память ошибок)
Связь и управление автомобильной сетью
Управление государством ECU
Операционная система (ОС)

Монтаж этого уровня предназначен для микроконтроллера (MCU), частей оборудования ECU и их приложений.

II. Уровень абстракции ECU

Этот уровень действует как интерфейс уровня абстракции микроконтроллера, который также содержит некоторые драйверы внешних устройств. Он имеет доступ к периферийным устройствам и устройствам независимо от того, где они расположены, внутри или снаружи микроконтроллера. Он также предлагает API для взаимодействия с микроконтроллером.

III. Уровень абстракции микроконтроллера (MCAL)

Уровень микроконтроллера - это путь доступа для связи с оборудованием. Этот уровень был создан, чтобы избежать прямого доступа к регистрам микроконтроллера. Уровень абстракции микроконтроллера (MCAL) - это аппаратный уровень, предназначенный для обеспечения стандартного интерфейса для компонентов базового программного обеспечения. Он предоставляет независимые от микроконтроллера значения для компонентов основного программного обеспечения, а также управляет периферийными устройствами микроконтроллера.

MCAL снабжен механизмом уведомлений, так что он может поддерживать распределение команд, ответов и информации по разным процессам. Помимо этого MCAL может включать в себя некоторые функции и устройства, такие как цифровой ввод / вывод (DIO), аналого-цифровой преобразователь (ADC), широтно-импульсный (De) модулятор (PWM, PWD), EEPROM (EEP), Flash (FLS), блок сравнения захвата (CCU), сторожевой таймер (WDT), последовательный периферийный интерфейс (SPI), шина I2C.

IV. Комплексный драйвер устройства (CDD)

Этот уровень имеет особые временные и функциональные требования для работы со сложными датчиками и исполнительными механизмами. CDD используется для обработки сложных функций, его нельзя найти ни на каких других уровнях, и он имеет возможность прямого доступа к микроконтроллеру. К сложным функциям относятся управление впрыском, управление электрическими параметрами, обнаружение увеличения положения и т. Д.

Цели AUTOSAR

AUTOSAR был создан по определенным причинам, которые полезны для настоящего и будут полезны и в будущем, некоторые из целей перечислены ниже.

Внедрение и стандартизация основных функций в качестве отраслевого «стандартного основного» решения.
Интеграция функциональных модулей от разных поставщиков.
Легко поддерживать процесс на протяжении всего жизненного цикла.
Возможность масштабирования различных транспортных средств независимо от платформы.
Активация резервирования.
Учет доступности и требований безопасности.
Простая передача функций от одного ЭБУ к другому ЭБУ в сети.
Использование готового коммерческого оборудования (COTS) подробнее.
Регулярные обновления программного обеспечения и обновления в течение всего срока службы автомобиля.

Преимущества AUTOSAR

AUTOSAR предоставляет различные преимущества на разных этапах жизненного цикла автомобиля.

OEM-производители: с помощью AUROSAR вы можете снова и снова использовать один и тот же программный код для разных OEM-производителей. Он более гибок в адаптации к различным конструкциям, а также сокращает время и стоимость производства.

Поставщики: поставщики могут повысить эффективность функционального развития и создать собственную бизнес-модель, которая им подходит.

Поставщик инструментов: AUTOSAR имеет общий интерфейс, который помогает поставщику инструментов стандартизировать процесс разработки.

Новый участник рынка: для новых участников AUTOSAR действует как прозрачный и определенный интерфейс, который может помочь им понять отраслевые стандарты, а также создать свои собственные бизнес-модели.

Чего можно ожидать от AUTOSAR?

AUTOSAR предназначен для различных целей в различных отраслях автомобильной промышленности. Поскольку он универсален и гибок, вы можете делать с ним многое, кроме этого, некоторые из основных результатов, которые может дать AUTOSAR, - это возможность повторно использовать программное обеспечение в нем для нескольких устройств, а используемое программное обеспечение можно обменивать в любое время. Это необходимо, AUTOSAR действует как стандартная платформа для всего программного обеспечения транспортного средства и не имеет собственного приложения.

У него есть ОС с основными функциями и программным обеспечением интерфейса, а главное преимущество состоит в том, что один и тот же интерфейс может использоваться во всем базовом программном обеспечении. Функциональные возможности AUTOSAR предоставляются в виде программных компонентов, и все задействованные компоненты не зависят от оборудования.