Suprasti „Autosar“ ir jo architektūrą

„AUTOSAR“ („Automotive Open System Architecture“) galima apibrėžti kaip bendrą visos automobilių pramonės platformą, skirtą išplėsti transporto priemonių funkcijų taikymo sritį, nepaveikiant dabartinio veikimo modelio. „AUTOSAR“ iš esmės yra atvira ir standartinė programinės įrangos architektūra, kurią kartu sukūrė automobilių gamintojai, tiekėjai ir įrankių kūrėjai. Šiame straipsnyje mes sužinosime, kas yra AUTOSAR, ir apie skirtingus jo architektūros sluoksnius.

Pagrindinis AUTOSAR šūkis yra „Bendradarbiauti pagal standartus, konkuruoti įgyvendinant“. Ši unikali architektūra buvo sukurta siekiant nustatyti ir palaikyti bendrą gamintojų, programinės įrangos tiekėjų ir įrankių kūrėjų standartą, kad proceso rezultatus būtų galima pateikti be jokių pakeitimų.

AUTOSAR - nuo ko viskas prasidėjo?

2003 m. „AUTOSAR“ partnerystė buvo sudaryta kaip OEM (Original Equipment Manufacturer) gamintojų, „Tire 1“ automobilių tiekėjų, puslaidininkių gamintojų, programinės įrangos tiekėjų, įrankių tiekėjų ir kitų aljansas. Jie nustatė „AUTOSAR“ kaip atvirą pramonės programinės įrangos programinės įrangos architektūros standartą, atsižvelgdami į skirtingą automobilių E / E architektūrą, kuri buvo ir kuri siejasi ir bus formuojama ateityje.

Į 10 Core partneriai AUTOSAR yra "BMW Group", "Bosch", "Continental" DaimlerChrysler "," Ford Motor Company "," General Motors "," PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO Toyota Motor Corporation, Volkswagen.

„AUTOSAR“ svarba

„AUTOSAR“ infrastruktūra nėra paprasta, tačiau kodėl būtina tokią sudėtingą infrastruktūrą pristatyti automobilių pramonei? Pirma, kam mums reikalingas AUTOSAR?

Didėjant intelektualios, saugesnės ir išmanesnės transporto priemonės paklausai, didės ir konkurencija automobilių pramonėje. Visos šios žvalgybos ir transporto priemonės funkcijos negali įgyvendinti viena institucija.

Pvz., Automobilyje yra oro pagalvės, GPS sistema, išmani integracija ir kt. Visos šios funkcijos skirtingose ​​automobilių pramonės šakose įdiegtos skirtinguose ECU (elektroniniuose valdymo blokuose), todėl visi skirtingi automobilių padaliniai turėtų dirbti kartu. gauti norimą išleidimo angą.

Tai taip pat padeda programinės įrangos kūrimo procese, nes iki šiol automobilių pramonei sukurta programinė įranga buvo orientuota tik į sistemos funkcionalumą ir jiems niekada nerūpėjo, kokį poveikį ji gali suteikti sistemai. Jis tapo sudėtingesnis dėl daugybės funkcijų, susijusių su įvairiais ECU skirtinguose transporto priemonių tinkluose. Tai tapo kritiškesnė problema, kai padaugėjo nestandartinių kūrimo procedūrų. Taigi jie sukūrė AUTOSAR.

Įvairūs „AUTOSAR“ architektūros sluoksniai

Pažvelgę ​​į aukščiau esantį vaizdą, galite nustatyti, kad „AUTOSAR“ architektūra yra sudaryta iš trijų pagrindinių sluoksnių

• Programos sluoksnis
• Vykdymo aplinka (RTE)
• Pagrindinė programinė įranga (BSW)

Kiekvienas iš šių sluoksnių turi savo tikslą ir turi atlikti tam tikrą operaciją

Programos sluoksnis

„AUTOSAR“ programų sluoksnį sudaro įvairios programos ir specialūs programinės įrangos komponentai, kurie yra skirti konkrečiai užduočiai atlikti pagal pateiktas instrukcijas. Programos sluoksnis yra aukščiausias „AUTOSAR“ programinės įrangos architektūros sluoksnis, todėl jis yra labai svarbus visoms transporto priemonės programoms. Taikymo sluoksnį sudaro trys svarbiausi komponentai, į kuriuos reikėtų atsižvelgti. Jie taikymas programinės įrangos komponentai, uostai šių komponentų ir uosto sąsajų.

Programinės įrangos komponentai užtikrina posistemio funkcionalumą, kuris apima programinei įrangai reikalingas operacijas ir duomenų elementus bei komponentams reikalingus išteklius. Programos šaltinis nepriklauso nuo interaktyvių komponentų vietos, ECU tipo, ant kurio sudedamasis komponentas, ir nuo komponento pavyzdžių skaičiaus sistemoje.

Vykdymo aplinkos (RTE) sluoksnis

Vykdymo aplinkos sluoksnis sukuria tinkamą aplinką programinės įrangos komponentams (SWC) veikti. SWC visada priklauso nuo RTE teikiamos sąsajos.

Tai gali būti laikoma komunikacijos centru tarp tinkle esančių ECU. Tai padeda programinės įrangos komponentams veikti nepriklausomai nuo ryšio mechanizmų ir kanalų. RTE tai leidžia, susiejant skirtingų komponentų komponentų, kurie yra įdiegti skirtinguose šablonuose, ryšio ryšius su konkrečiu vidinio ryšio mechanizmu, pavyzdžiui, skambučiu, arba tarp ECU komunikacijos mechanizmų, pavyzdžiui, COM pranešimu.

RTE yra atsakinga už SWC gyvavimo ciklo valdymą. Ji turėtų paleisti ir išjungti funkcijas, atsižvelgdama į poreikius. Jis taip pat veikia kaip atskyrimo sluoksnis tarp taikomosios programinės įrangos (ASW) ir pagrindinės programinės įrangos (BSW), kur pagrindinė programinė įranga turėjo leidimą tiesiogiai iškviesti bet kurią API funkciją ar kitus modulius, tačiau taikomoji programinė įranga gali bendrauti tik per prievadus.

RTE sukuriama dviem etapais

• Sutarties etapas: Šis etapas nepriklauso nuo ECU ir suteikia sutartį tarp taikomosios programinės įrangos ir RTE, ty ASW komponentų API gali būti užkoduota.

Dėl to atsirado ASW komponento nurodyta antraštė, kurią galime įtraukti į šaltinio kodą. Antraštės failą sudaro visos RTE API funkcijos, kurias galima naudoti ASW, taip pat būtini duomenų tipai ir struktūros, reikalingos ASW komponentams, yra deklaruojami antraštės faile.

• Generavimo etapas: Šis etapas bus sutelktas į konkretaus konkretaus ECU kodo generavimą. Turint sutarties etape sukurtus ASW komponentus ir antraštės failus ir visą būtiną BSW kodą, sugeneruotą kodą galima sukompiliuoti į vykdomąjį ECU failą.

Pagrindinė programinė įranga (BSW)

Pagrindinis programinės įrangos sluoksnis gali būti apibrėžtas kaip standartizuota programinė įranga, galinti teikti paslaugas „AUTOSAR“ programinės įrangos komponentams, ir ji taip pat naudojama funkcinei programinės įrangos daliai paleisti. Programinė įranga „Basic“ apima standartizuotus ir ECU nurodytus komponentus.

Pagrindinis programinės įrangos sluoksnis yra dar padalintas į 4 pagrindines dalis, būtent paslaugų sluoksnį, ECU abstrakcijos sluoksnį, mikrovaldiklio abstrakcijos sluoksnį ir sudėtingus tvarkykles.

I. Tarnybos sluoksnis

Tai yra aukščiausias pagrindinės programinės įrangos sluoksnio sluoksnis. Jis teikia pagrindinius programinės įrangos modulius taikomajai programinei įrangai ir yra nepriklausomas nuo mikrovaldiklio ir ECU aparatūros.

Aptarnavimo sluoksnis teikia tokias funkcijas kaip

• Atminties paslaugos (NVRAM valdymas)
• Diagnostikos paslaugos (įskaitant UDS ryšio ir klaidų atmintis)
• Transporto priemonių tinklo ryšiai ir valdymas
• ECU valstybės valdymas
• Operacinė sistema (OS)

Šio sluoksnio montavimas yra specializuotas mikrovaldikliams (MCU), ECU aparatinės įrangos dalims ir jų taikymams.

II. ECU abstrakcijos sluoksnis

Šis sluoksnis veikia kaip mikrovaldiklio abstrakcijos sluoksnio sąsaja, kurioje taip pat yra keletas išorinių įrenginių tvarkyklių. Jis turi prieigą prie periferinių įrenginių ir įrenginių, kad ir kur jie būtų, mikrovaldiklio viduje ar išorėje. Jis taip pat siūlo API sąsają su mikrovaldikliu.

III. Mikrovaldiklio abstrakcijos sluoksnis (MCAL)

Mikrovaldiklio sluoksnis yra prieigos būdas bendrauti su aparatine įranga. Šis sluoksnis buvo suformuotas siekiant išvengti tiesioginės prieigos prie mikrovaldiklių registrų. „ Micro-controller Abstraction Layer“ (MCAL) yra aparatinės įrangos sluoksnis, sukurtas siekiant užtikrinti standartinę sąsają su pagrindinės programinės įrangos komponentais. Tai suteikia pagrindinės programinės įrangos komponentų nepriklausomas nuo mikrovaldiklių vertes ir valdo mikrovaldiklių periferinius įrenginius.

MCAL yra numatytas pranešimų mechanizmas, kad jis galėtų palaikyti komandų, atsakymų ir informacijos paskirstymą skirtingiems procesams. Be to, MCAL gali apimti kai kurias funkcijas ir įrenginius, tokius kaip skaitmeninis įvestis / išvestis (DIO), analoginis / skaitmeninis keitiklis (ADC), impulso pločio (išjungimo) moduliatorius (PWM, PWD), EEPROM (EEP), „Flash“ (FLS), „Capture Compare Uni“ (CCU), „Watchdog“ laikmatis (WDT), nuoseklioji periferinė sąsaja (SPI), „I2C“ magistralė.

IV. Sudėtinga įrenginio tvarkyklė (CDD)

Šis sluoksnis turi specialų laiką ir funkcinius reikalavimus, susijusius su sudėtingais jutikliais ir pavaromis. CDD naudojamas sudėtingoms funkcijoms tvarkyti, jo negalima rasti jokiuose kituose sluoksniuose ir jis gali tiesiogiai pasiekti mikrovaldiklį. Kompleksines funkcijas sudaro įpurškimo valdymas, elektrinių verčių valdymas, padėties padidėjimo aptikimas ir kt.

AUTOSAR tikslai

AUTOSAR buvo sukurtas dėl tam tikrų priežasčių, kurios yra naudingos dabartiui ir kurios bus naudingos ir ateityje, kai kurie tikslai yra išvardyti žemiau.

• Pagrindinių funkcijų įgyvendinimas ir standartizavimas kaip visos pramonės „standartinio branduolio“ sprendimas.
• Įvairių tiekėjų funkcinių modulių integracija.
• Lengva išlaikyti procesą per visą gyvavimo ciklą.
• Galimybė keisti transporto priemones, nepriklausomai nuo platformos.
• Atleidimo įjungimas.
• Turimumo ir saugos reikalavimų įvertinimas.
• Lengvas funkcijų perkėlimas iš vieno ECU į kitą ECU tinkle.
• Daugiau naudokite komercinę ne lentynoje (COTS) aparatinę įrangą.
• Reguliarūs programinės įrangos atnaujinimai ir atnaujinimai per visą transporto priemonės eksploatavimo laiką.

AUTOSAR pranašumai

„AUTOSAR“ teikia skirtingus pranašumus įvairiais automobilio gyvavimo ciklo etapais

Originalūs gamintojai: naudodami „AUROSAR“ galite vėl ir vėl naudoti tą patį programinės įrangos kodą skirtingiems gamintojams. Tai yra lankstiau pritaikyti skirtingiems dizainams, taip pat sumažina gamybos laiką ir sąnaudas.

Tiekėjai: Tiekėjai gali padidinti savo funkcinės plėtros efektyvumą ir sukurti savo verslo modelį, kuris jiems tinka.

Įrankių tiekėjas: AUTOSAR turi bendrą sąsają, kuri padeda įrankių tiekėjui standartizuoti jų kūrimo procesą.

Naujas rinkos dalyvis: naujiems rinkos dalyviams AUTOSAR veikia kaip skaidri ir apibrėžta sąsaja, kuri gali padėti suprasti pramonės standartus ir sukurti savo verslo modelius.

Ko galite tikėtis per „AUTOSAR“?

AUTOSAR sukurtas įvairiems tikslams įvairiems automobilių pramonės padaliniams. Kadangi jis yra universalus ir lankstus, galite padaryti daugybę dalykų, išskyrus tai, kad kai kurie pagrindiniai rezultatai, kuriuos jums gali suteikti AUTOSAR, yra galimybė pakartotinai naudoti jame esančią programinę įrangą keliems vienetams, o naudojama programine įranga galima keistis, kai tik ji yra reikalinga, „AUTOSAR“ veikia kaip standartinė platforma visoms transporto priemonės programinėms įrangoms ir ji neturi savo taikymo.

Jis turi OS su pagrindinėmis funkcijomis ir sąsajos programinėmis programomis, o pagrindinis privalumas yra tas, kad ta pati sąsaja gali būti naudojama visoje pagrindinėje programinėje įrangoje. AUTOSAR funkcijos yra tiekiamos kaip programinės įrangos komponentai, o visi susiję komponentai nepriklauso nuo aparatūros.