AUTOSAR两个主要架构简介

Adaptive Platform(AP)

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CP架构是BSW、RTE和应用层的三层架构,但是在AP架构中(上图),AP中的应用Adaptive Application(AA)被放置在AUTOSAR Runtime for Adaptive (ARA)之上。

AP ARA 提供了与 CP RTE 完全不同的接口,因此 CP SW-C 不能在代码级别用作 AA(反之亦然)。

机器可以是真正的处理器,也可以是虚拟机管理程序之类的虚拟机。 目前还没有严格的定义。

ARA相当于CP的RTE和BSW。 ARA 由 16 个功能单元块组成,称为功能集群 (FC),大致分为以下两组。

Adaptive Platform Foundation:基于库的基本 AP 功能集合。 通过过程调用(无需进程即可实现)或机器中的进程间通信 (IPC) 从 AA 使用

Adaptive Platform Services:在 AP 中基于服务。 通过通信管理 (CM) 从 AA 使用

每个 AA/FC 都被实现为一个独立的进程,具有自己的逻辑内存空间或命名空间,或者它们的集合。 从 AA 中,通过指定的 C++ 格式接口访问上述两组的 FC。

除此之外,还可以使用 AA 中的任何附加服务,但在这种情况下,必须避免干扰功能和安全/安保。

AP 中的标准化方法与 CP 不同。 简单地说,定义了 AA 提供的 ARA 功能/服务,但它们的内部结构并没有定义 CP 的 BSW 层次结构的细节。

部分 FC 功能在当前版本中尚未实现,但会在未来版本中支持。

Adaptive Platform Foundation

首先,我将解释 Adaptive Platform Foundation,它是一组提供 AP 基本功能的库。

当使用 AA 中的这些时,进行过程调用(可以在没有过程的情况下实现)或通过机器中的 IPC(基于库)。

ara::com Communication Management(CM)

  • 它是虚拟功能总线(VFB)中接口的主要实现。 AA之间的接口由于PSE51的限制不使用IPC,所以AA之间不能直接有接口。 相反,CM 充当那个接口。
  • CM还负责实现进程内通信、进程间通信和机器间通信,还根据需要进行端到端保护(E2E)和安全通信(TLS、DTLS、SecOC和IPSec) ... 作为面向服务的通信,它支持机器本地的IPC,机器之间的SOME / IP(可扩展的面向服务的中间件IP)和DDS(实时系统的数据分发服务)。
  • 正如稍后将在 NM 部分中描述的那样,开发正在以以太网支持的最高优先级进行。

ara::rest RESTful

  • 启用 Web 服务的 HTTP/JSON 客户端使用的 REST(REpresentational State Transfer)通信。
  • 它基于树形结构的消息负载(对象图)、URI 和请求方法(HTTP GET / POST)。

ara::tsync Time Synchronization

  • 它控制ECU之间的时间同步(相当于CP中的StbM和EthTSyn)。
  • 因此,X-by-Wire 和 Sensor Fusion 中的多个 ECU 之间的操作时间同步、ECU 之间的相互监控(带有时间戳)、安全通信中的新鲜度值(FV)同步以及重放攻击的欺骗对策等等

ara::core Core Types

核心类型定义了多个 FC 公共接口使用的公共类和特性。 主要与各种错误有关

ara::log Log and Trace(L&T)

  • 对应CP中的Dlt,日志信息可以使用指定的协议(LT协议,参考文献[4])在网络上传输,记录为文件,串行输出。
  • 例如,这使得可以从外部引用 AP ECU 内部的行为(类似于 CP 中的 RTE VFB Tracing)

Adaptive Platform Services

接下来,我们将解释 Adaptive Platform Services,它是 AP 中的一组基础服务。 从 AA 使用这些时,它是通过通信管理 (CM)(基于服务)。

ara::sm State Management(SM)

  • EM负责加载、启动和关闭FC和AA,而SM负责何时加载和启动,以及何时关闭。
  • 另外,SM的主要作用是管理Machine中正常运行时的运行模式,类似于CP中ECU的运行模式管理。 AP 中 SM 与 EM 的关系类似于 CP 中 BswM 与 EcuM 的关系。

ara::diag Diagnostics, Diagnostic Management(DM)

  • 根据 ISO 14229-1 (UDS) 提供诊断通信服务(相当于 CP 中的 Dcm)和事件存储器(相当于 CP 中的 Dem)。
  • 诊断测试仪向ECU发送各种请求,在开发时读取ECU的内部状态,在ECU生产中写入制造日期和序列号,自动化各种测试,然后可以设置ECU变体,维护时读取故障代码(DTC),判断ECU故障或更换必要性,更新软件(如发送和接收更新数据),启用/禁用交通方式。

ara::s2s Signal to Service Mapping

  • 为了在同一网络上建立基于CP的ECU和基于AP的ECU之间的通信,需要解决它们之间在通信方式上的差异。 
  • 该服务通过将 CP 上基于信号的网络内容与 AP 上面向服务通信 (SoC) 的内容相关联来实现此目的。

ara::nm Network Management(NM)

  • NM相当于CP的Nm及其下层总线类型专用的NM模块,配合AP的SM操作控制通信的开始和结束。
  • 它涵盖了CP中使用的部分网络(PN),但目前它只兼容以太网(类似于CP的UDP NM和UdpNm)。

ara::ucm Update and Config Management(UCM)

  • 关于自动驾驶要记住的一件事是更新。
  • 例如,在导航系统中,如果修了一条新路,地图就需要更新。 
  • UCM 对此负责。 UCM确认已安装软件的版本,接收软件更新数据,确认有足够的资源用于更新,实际更新处理(包括提供日志和进度信息),验证更新结果,并根据需要进行更新回滚
  • 在安装或更新 AA 时,也会用到 UCM 功能。

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