面向轿车使用的AUTOSAR体系结构及规划技巧介绍

　　轿车OEM正在开发依据AUTOSAR的电子体系以应对今世轿车中日益杂乱的软件。AUTOSAR简化了开发流程并使得ECU软件具有复用性。

　　从2004年AUTOSAR问世开端，这项立异性的前沿技术就在许多研究性的项目中进行测验；现在，AUTOSAR开端经过产品化ECU进入真实的完结阶段。AUTOSAR软件代表了当时的技术水平，并经过不断的版别更新来确保技术上的不断进步。

　　轿车工业正在面对新的年代。杂乱的轿车功用越来越多，使得轿车电子的开发越来越杂乱。顾客关于产品的功用和个性化要求，以及象确诊这种非功用性需求的添加，愈加重了ECU开发进程的杂乱度。轿车，尤其是高档豪华车，大约有超越1000个软件功用，几条车内总线网络，以及超越70个 ECU。因为轿车电子范畴硬件渠道的多样性，ECU软件开发严峻依靠硬件和体系装备。每次相关的束缚条件的更改都将导致从头编写程序或对软件的修正。

　　为了下降ECU软件开发的杂乱度，AUTOSAR开发成员供给了一套经过实践验证的软件架构，并以此作为开发可重用应用程序的根底。 AUTOSAR这一敞开的体系架构规范是由全世界的轿车OEM，零部件供货商以及软件、半导体和电子工业的企业一起拟定。AUTOSAR能够使得用户防止因为选用私有的解决方案导致日益增长的开发本钱。

　　AUTOSAR将电子架构分红若干层和模块。在界说接口的一起，AUTOSAR也界说了软件组件和易于交流的硬件渠道规范。 AUTOSAR开发成员不只供给了根底软件模块的规范，还供给了用于开发分布式体系应用程序的办法。这种办法以依据模型的软件和分布式体系描绘开端，以主动代码生成和可重复的测验完毕。这种办法简化了东西链的运用。

　　在AUTOSAR问世之后三年，AUTOSAR开发成员在2007年发布了2.1版别。此刻，AUTOSAR的开展抵达了一个安稳的阶段。几个不同的开发项目对AUTOSAR的实用性进行了测验。在商业范畴里，“AUTOSAR评价体系”现已完结。现在，AUTOSAR现已做好进入到产品ECU的预备了。



AUTOSAR体系结构

　　为了完结AUTOSAR的方针，即完结应用程序和根底模块之间的别离，轿车电子被笼统成几个层，如图1所示。

　　与实践微控制器之间的衔接，也便是物理根底，笼统为微控制器笼统层（Microcontroller Abstraction Layer），用于映射微控制器的功用和外围接口。微控制器笼统层界说了内存接口、I/O驱动接口和通讯衔接接口，一起还能够模仿一些微控制器无法供给的功用。第二层是ECU笼统层（ECU Abstraction Layer）。这一层在ECU相关硬件的根底上，为ECU供给外围设备的驱动程序。第三层是服务层（Services Layer）。这一层供给了各种服务，例如网络服务、内存办理、网络通讯和操作体系。服务层在很大程度上独立于硬件体系。第四层的RTE真实完结了应用程序和根底软件之间的分隔。RTE负责处理应用程序集成以及应用程序与根底软件模块之间的数据交流。RTE的存在是真实完结应用程序重用的根底。因为RTE 预界说了相关的接口，所以开发人员能够在对硬件一窍不通的情况下进行应用软件的开发，并将这个软件应用在任何契合AUTOSAR规范的ECU中。

　　虚拟功用总线（Virtual Functional Bus）形成了这些层的装备根底。经过这条虚拟总线，一切轿车电子通讯组件都能够进行笼统，一起运用预先界说的端口；而关于虚拟功用总线来说，ECU内部通讯和外部总线通讯并没有什么差异。这种差异要比及体系布局以及ECU的详细功用终究承认才会表现出来。软件组件自身关于这种差异并不重视，因而咱们能够在独立的情况下开发软件组件。软件组件被分红若干个可执行单元，即运转实体。当某一个规则的事情产生时，就会有对应的运转实体被触发。这样的事情有可能是一个新的传感器信号 ，也有可能是一个周期性守时。从虚拟功用总线的视点对电子体系的形式化描绘终究界说了相关软件组件的接口。因而，应用软件的开发能够独立于详细的ECU。

　　RTE完结了关于I/O、内存和其它根本服务的拜访。运用依据模型的描绘，能够针对指定的ECU定制RTE，这样能够习惯不同的需求并节约资源。

办法

　　在界说ECU软件体系架构的一起，AUTOSAR规范也界说了开发AUTOSAR体系的办法。契合经过承认的开发进程是开发软件的一个重要条件。需求列表中的缺乏会在开发前期被发现，软件组件的重用使得开发流程变得简化，整个体系也就愈加牢靠。可是，这种办法也答应必定程度的自在：例如，用户能够自己决定是运用从上至下仍是从下至上的开发流程。

　　AUTOSAR的意图在于经过东西为软件开发流程供给通用的支撑。老练的东西用于需求的结构化完结和相应的办理，一起树立相应的装备。

　　第一步包含三个首要方面的形式化描绘：软件（软件组件），ECU（ECU资源）和体系束缚。适宜的修改东西用于创立完好的体系描绘，如图2所示。



　　体系装备作为ECU装备的根底，而用户能够运用装备东西依据ECU装备生成根底软件组件。在开发流程的晚期，有多种生成东西能够用来生成RTE和根底软件。开发进程中的一切规划和装备数据都用一致的文件格局保存。为此，AUTOSAR界说了一种依据XML的文件格局。一方面，一致的文件格局确保了开发流程的通用性；另一方面，它简化了开发东西之间的无缝集成。