AUTOSAR软件架构概述
文章目录
- 一、总概述
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- 1 为什么使用AUTOSAR？
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- 1.1 AUTOSAR出现之前的行业现状
- 1.2 AUTOSAR出现之后可以实现如下目标
- 2、AUTOSAR总概述
- 二、各层分别概述
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- 1、BSW基础软件层
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- 1.1 微控制器抽象层（Microcontroller Abstraction Layer）
- 1.2 ECU抽象层（ECU Abstraction Layer）
- 1.3 服务层（Services Layer）
- 2、复杂设备驱动（Complex Drivers Layer）
- 3、运行时环境（RTE）
- 4、应用层（Application Layer）
- 三、BSW包含的内容
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- 1、通用介绍
- 2、内部驱动
- 3、外部驱动
- 4、接口（Interface）
- 5、BSW数据处理函数（Handler）
- 6、BSW管理器（manager）
- 7、BSW 库（Libraries）
一、总概述
1 为什么使用AUTOSAR？
1.1 AUTOSAR出现之前的行业现状
- 电子系统的复杂性不断增长
- 软件代码量急速上升
- 生命周期差别：整车的生命周期往往长于ECU的生命周期
- 嵌入式系统不支持硬件抽象
- 有限的软件模块化
- 重用性差：当硬件处理器型号更换后，软件往往要推倒重写
- 五花八门的硬件平台
1.2 AUTOSAR出现之后可以实现如下目标
- 适用于整个产品生命周期
- 从软件中把硬件抽象出来，对于不同硬件平台具有更大的灵活性
- 更多的配置而非实现
- 标准化AutoSAR的代码配置/建模工具
- 通过对BSW的标准化提高了代码质量
- 竞争力只体现于对OEM的特殊功能要求的实现
- 在整个汽车生命周期中软件可以不断更新或升级
- 重用性可以覆盖整个网络节点，甚至可以跨不同的OEM
2、AUTOSAR总概述
AUTOSAR总的来说分为3层
- Application Layer应用层
- Runtime Environment (RTE)运行时环境
- Basic Software (BSW)基础软件层
BSW可以继续往下分
- Application Layer应用层
- Runtime Environment (RTE)运行时环境
- Basic Software (BSW)基础软件层
- Services Layer服务层
- ECU Abstraction Layer ECU抽象层
- Microcontroller Abstraction Layer 微控制器抽象层
- Complex Drivers复杂设备驱动
再细分下去
-
Services Layer服务层
- System Services系统服务
- Memory Services内存服务
- Crypto Services加密服务
- Off-board Communication Services车外通信服务
- Communication Services通信服务（车内服务）
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ECU Abstraction Layer ECU抽象层
- Onboard Device Abstraction板载设备抽象
- Memory Hardware Abstraction内存硬件抽象
- Crypto Hardware Abstraction加密硬件抽象
- Wireless Communication HW Abstraction无线通信硬件抽象
- Communication Hardware Abstraction通信硬件抽象
-
Microcontroller Abstraction Layer 微控制器抽象层
- Microcontroller Drivers 微控制器驱动
- Memory Drivers 内存驱动
- Crypto Drivers加密驱动
- Wireless Communication Drivers无线通信驱动
- Communication Drivers通信驱动
- I/O Drivers I/O驱动
后面会讲述每一层的作用
二、各层分别概述
1、BSW基础软件层
1.1 微控制器抽象层（Microcontroller Abstraction Layer）
微控制器抽象层是基本软件的最低软件层，它包含内部驱动程序，这些驱动程序是可以直接访问µC和内部外围设备的软件模块。
这一分层的作用：
使更高的软件层独立于µC
1.2 ECU抽象层（ECU Abstraction Layer）
ECU抽象层就是微控制器抽象层的驱动程序接口。它还包含用于外部设备的驱动程序。
它提供了一个用于访问外围设备和设备的API，而无需考虑其位置（内部/外部µC）及其与µC的连接（端口引脚，接口类型）
这一分层的作用：
使更高的软件层独立于ECU硬件布局
1.3 服务层（Services Layer）
服务层是基础软件的最高层，这也适用于与应用程序软件的相关性：虽然ECU抽象层覆盖了对I/O信号的访问，但是服务层提供了：
- 操作系统功能，就是AUTOSAR OS包含在服务层
- 车辆网络通讯和管理服务
- 内存服务 (NVRAM management)
- 诊断服务（包括UDS通信，错误存储和故障处理）
- ECU状态管理，模式管理
- 逻辑和临时程序流监视（看门狗管理器）
这一分层的作用：
为应用程序，RTE和基本软件模块提供基本服务
2、复杂设备驱动（Complex Drivers Layer）
复杂设备驱动层位于硬件和RTE层之间
这一分层的作用：
提供集成特殊功能的可能性，例如 设备驱动程序，就是被标准化的东西放到了BSW，而没有被标准化的或者不可被标准化的放到了复杂设备驱动层
- 在AUTOSAR规范中未指定的放到这一层
- 具有很高的时序约束的软件模块放到这一层
3、运行时环境（RTE）
RTE是为应用程序软件（AUTOSAR软件组件和/或AUTOSAR传感器/执行器组件）提供通信服务的层。
在RTE上方，软件体系结构样式从“分层”更改为“组件样式”。
AUTOSAR软件组件通过RTE与其他组件（内部和/或内部ECU）和/或服务进行通信
这一分层作用：
使AUTOSAR软件组件独立于到特定ECU的映射
4、应用层（Application Layer）
Application Layer实现具体的应用功能，由软件组件（SWC）组成，基于AutoSAR设计的SWC主件能够提高上层应用软件的复用性和灵活性。
三、BSW包含的内容
1、通用介绍
基本软件可以细分为以下类型的服务：
- 输入/输出（I/O）：标准化访问传感器，执行器和ECU车载外围设备
- 内存Memory：标准化访问内部/外部存储器（非易失性存储器）
- 加密Crypto：标准化访问密码原语，包括内部/外部硬件加速器
- 通信Communication：标准化访问：车辆网络系统，ECU车载通信系统和ECU内部软件
- 车外通讯Off-board Communication：标准化访问：车辆到X的通信，车辆无线网络系统，ECU车外通信系统
- 系统 System:提供标准化的（操作系统，计时器，错误存储器）和特定于ECU的（ECU状态管理，看门狗管理器）服务和库功能
2、内部驱动
内部设备位于微控制器内部。 内部设备的示例包括：
- 内部EEPROM
- 内部CAN控制器
- 内部ADC
内部设备的驱动程序称为内部驱动程序，位于微控制器抽象层中
3、外部驱动
外部设备位于微控制器外部的ECU硬件上。 外部设备的示例包括：
- 外部EEPROM
- 外部看门狗
- 外部flash
外部设备的驱动程序称为外部驱动程序，位于ECU抽象层中。它通过微控制器抽象层的驱动程序访问外部设备。这样，AUTOSAR还支持集成在系统基础芯片（SBC）中的组件，例如收发器和看门狗。
示例：具有SPI接口的外部EEPROM的驱动程序通过SPI总线的处理程序/驱动程序访问外部EEPROM
例外：
内存映射的外部设备（例如外部闪存）的驱动程序可以直接访问微控制器。 这些外部驱动程序位于微控制器抽象层中，因为它们与微控制器有关。
4、接口（Interface）
接口（接口模块）包含从结构上放置在其下方的模块抽象的功能。 例如，接口模块，它从特定设备的硬件实现中抽象出来。它提供了一个通用API，以访问特定类型的设备，而与该类型的现有设备的数量无关，并且与不同设备的硬件实现无关。
- 接口不会更改数据内容
- 通常，接口位于ECU抽象层中
示例：CAN通信系统的接口提供了一个通用API，以访问CAN通信网络，而该API与ECU中的CAN控制器数量无关，并且与硬件实现方式（片上，片外）无关。
5、BSW数据处理函数（Handler）
处理程序是一种特定的接口，用于控制一个或多个客户端对一个或多个驱动程序的并发，多个和异步访问。 即 它执行缓冲，排队，仲裁，多路复用。
- 处理程序不会更改数据的内容
- 处理程序功能通常包含在驱动程序或接口中（例如SPIHandlerDriver，ADC驱动程序）
6、BSW管理器（manager）
管理器为多个客户端提供特定的服务。 在纯粹的处理程序功能不足以从多个客户端抽象的所有情况下，都需要使用它。
除了具有处理函数（Handler）功能外，管理器还可以评估和更改或调整数据内容（这时与handler的区别）
通常管理器位于服务层
示例：NVRAM管理器管理对内部和/或外部存储设备（例如闪存和EEPROM存储器）的并发访问。 它还执行分布式和可靠的数据存储，数据检查，提供默认值等
7、BSW 库（Libraries）
库是一些功能的集合
- 可以由BSW模块（包括RTE），SW-C，库或集成代码调用
- 在同一保护环境中在调用方的上下文中运行
- 只能调用库
- 可重入
- 没有内部状态
- 不需要任何初始化
- 是同步的，即他们没有等待点
下面的库在AUTOSAR规范中是有定义的
1、E2E通信
2、CRC校验