【车载开发系列】AutoSar架构之基础软件层BSW

【车载开发系列】AutoSar架构之基础软件层BSW

一.基础软件层概要

BSW（Basic Software Layer，BSW）提供基础软件服务，包括标准化的系统功能以及功能接口，并且由一系列的基础服务软件组件构成。他可以继续细分为：
1.服务层/Services Layer
2.ECU抽象层/ECU Abstraction Layer
3.微控制器抽象层/Microcontroller Abstraction Layer
4.复杂驱动层/Complex Drivers
所谓的层，我们通常的理解就是横向的，但是这里BSW的分层不像上面横向那样规则，没有严格意义上的横向上的一层一层的，有些是在纵向上跨了多个层的，但横向上看大体上你可以说分为3层，也就是1～2～3三层。

二.BSW的作用

引入AUTOSAR软件架构的目的是为了提供一套优秀的底层代码库，使OEM在开发上层应用层软件的时候不应考虑下层繁多的不同ECU型号，从而使汽车软件开发更加标准化、规范化、安全化、快速化和经济化。为了实现该目标，需要把这些不同型号的ECU封装起来，对外提供统一的接口，供上层软件开发时调用，BSW就是起这个作用的。

三.系统服务层

服务层是将下层的各种功能统一汇总到这里，即将所有与硬件相关的功能都抽象成一个个具体应用服务。
比方说系统服务层中的COM通信服务，就是将下层的CAN，LIN，串口通信抽象成更高层次的API，这样上层软件在调用API时就不需要考虑具体的通信方式是CAN还是LIN等。
系统服务层包括OS操作系统、系统服务、存储器服务，通信服务等，系统服务层的实现与微控制器、ECU、具体应用相关。

3.1 通信服务（Communication Services）

包括CAN、LIN、FlexRay在内的整车网络系统、ECU网络及软件组件内的访问进行了统一封装，模块则通过通信硬件抽象层进行通信：对上层的应用软件层隐藏了协议以及报文属性，并提供了统一的总线通信接口供应用软件层调用，提供了统一的网络管理服务

3.2 内存服务(Memory Services)

将微控制器内外内存的访问进行统一封装，而NVRAM管理器提供了一个RAM镜像，来支持数据的快速读取。
以统一的格式为上层的应用软件层传输非易失性数据
抽象了内存地址以及属性
为数据的保存、加载、校验保护、验证以及安全存储提供了统一的机制

3.3 系统服务（System Services）

系统服务是一组可以由所有层次模块使用的模块和功能。例如实时操作系统（包括中断管理、资源管理、任务管理等）、错误管理器和库功能等。

四.ECU抽象层

它是包含ECU板上外部设备的驱动，内部设备与外部设备的接口(I/O)，是对ECU上包括主芯片MCU在内的所有设备的封装，使上层软件与ECU硬件设计无关。
ECU上不光有主芯片，还有其他的一些设备（比如外置存储，外置看门狗等），这些设备其实也是要通过主芯片控制的，比如外置看门狗，就需要和主芯片相连接，由主芯片的接口去配置它。因此，其底层还是需要MCAL的支持。

五.复杂驱动层

复杂驱动（CCD）层跨越于微控制器硬件层和RTE之间，复杂驱动程序跟单片机和ECU硬件紧密相关。其上层程序接口是根据AUTOSAR指定并且实施的；其下层程序接口受标准接口程序的限制。复杂驱动可以使用特定的中断或是复杂的微控制器外设（如PCP/TPU）来直接访问微控制器，从而实现对复杂传感器的评估和执行器的控制，利用中断、TPU、PCP等来实现实时性高的传感器采样、执行器控制等功能。

六.微处理器抽象层MCAL

MCAL是BSW的最低层，它包含一些MCU内部驱动软件模块，这些驱动直接访问MCU内部外设(ADC、WatchDog、General Purpose Timer等)。MCAL这一层依赖于MCU，但是它的上面一层(ECU抽象层)则可以独立于具体的MCU。MCAL主要包含下面这些模块。

1.微控制器驱动

MCU内部外设驱动，比如看门狗、通用功能定时器等。

2.通信接口驱动

ECU板上通信接口驱动(如SPI, I2C)以及整车通信接口驱动(CAN, 以太网等)

3.非易失性存储器(NVM)驱动

片上NVM驱动(内部Flash、EEPROM等)，片外NVM驱动(外部Flash、EEPROM等)

4.I/O驱动

模拟和数字I/O驱动(ADC、PWM、DIO等)

5.加密模块驱动

片上加密模块驱动，如SHE、HSM