AUTOSAR 簡介ppt課件

1、;.1GoalClearly understand requirement and focus on implementation.StatusPlanQ1學(xué)習(xí)了解AUTOSAR完成Q2深入理解AUTOSAR，了解AUTOSAR如何應(yīng)用，有哪些工具Q3嘗試使用AUTOSAR，做一個簡單的實例。未開始Q4嘗試將AUTOSARE-bus未開始研究內(nèi)容標(biāo)題;.2AUTOSAR1. AUTOSAR 背景介紹背景介紹2. AUTOSAR 技術(shù)概述技術(shù)概述3. AUTOSAR設(shè)計應(yīng)用設(shè)計應(yīng)用實例實例4.總結(jié)總結(jié);.3AUTOSAR 背景介紹 AUTOSAR是什么？ AUTOSAR是英文AUTomotive

2、 Open Systems ARchitecture的縮寫，中文意思是汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)，它定義了一套支持分布式的、功能驅(qū)動的汽車電子軟件開發(fā)方法和電子控制單元上的軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方案，以便應(yīng)用于不同的汽車平臺，提高軟件復(fù)用，降低開發(fā)成本。2. AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)建立背景 電子系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增長 軟件代碼量急速上升 生命周期差別: 整車的生命周期往往長于ECU的生命周期 嵌入式系統(tǒng)不支持硬件抽象 有限的軟件模塊化 重用性差: 當(dāng)硬件（處理器型號）更換后，軟件往往要推倒重寫 五花八門的硬件平臺;.4AUTOSAR 背景介紹3. AUTOSAR合作伙伴;.5AUTOSAR 背景介紹4. AUTOSA

3、R的計劃目標(biāo) 建立獨立于硬件的分層的軟件架構(gòu)； 為實施應(yīng)用提供方法論，包括制定無縫的軟件架構(gòu)堆疊流程并將 應(yīng)用軟件整合至ECU中； 制定各種車輛應(yīng)用接口規(guī)范，作為應(yīng)用軟件整合標(biāo)準(zhǔn)，以便軟件 構(gòu)件在不同的汽車平臺上的復(fù)用 在標(biāo)準(zhǔn)上合作，在實現(xiàn)上競爭 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分散實現(xiàn)、集中配置;.6AUTOSAR 背景介紹5. AUTOSAR現(xiàn)狀 AUTOSAR自面世以來，從半導(dǎo)體工業(yè)、工具和軟件廠商、零部件供應(yīng)商到汽車制造商本身，整個汽車領(lǐng)域內(nèi)的價值體系都給予該標(biāo)準(zhǔn)積極的推動。 AUTOSAR開發(fā)成員在2007年發(fā)布了2.1版本，使AUTOSAR的發(fā)展到達(dá)了一個穩(wěn)定的階段，隨后通過幾個不同的開發(fā)項目對AUTO

4、SAR的實用性進(jìn)行了測試，現(xiàn)在AUTOSAR已經(jīng)做好進(jìn)入到產(chǎn)品ECU的準(zhǔn)備，而寶馬集團(tuán)已將符合AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的ECU（電子控制單元）應(yīng)用在全新BMW 7系量產(chǎn)車型中，預(yù)計在2010年AUTOSAR的所有核心成員都將推出相關(guān)的產(chǎn)品。在商業(yè)領(lǐng)域里，支持AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的工具和軟件供應(yīng)商已推出了相應(yīng)的工具和軟件，提供需求管理，系統(tǒng)描述，軟件構(gòu)件算法模型驗證，軟件構(gòu)件算法建模，軟件構(gòu)件代碼生成，RTE生成，ECU配置以及基礎(chǔ)軟件和操作系統(tǒng)等服務(wù)，幫助OEM實現(xiàn)無縫的AUTOSAR系統(tǒng)軟件架構(gòu)開發(fā)流程。目前AUTOSAR版本為4.1版。;.7AUTOSAR 技術(shù)概述1 1、AUTOSARAUTOS

5、AR軟件架構(gòu)軟件架構(gòu)2 2、 AUTOSAR AUTOSAR方法論方法論3 3、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用接口、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用接口;.8AUTOSAR軟件架構(gòu);.9AUTOSAR軟件架構(gòu);.10AUTOSAR軟件架構(gòu) 為了區(qū)別軟件依賴和硬件依賴，基礎(chǔ)軟件分為四個層次：服務(wù)層（Services Layer）、ECU抽象層（ECU Abstraction Layer）、微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer）和RTE（Runtime Environment）。除此四層外，在AUTOSAR軟件架構(gòu)中還有復(fù)雜驅(qū)動（Complex Driver），由于對復(fù)雜傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行

6、操作的模塊涉及到嚴(yán)格的時序問題，在AUTOSAR中這部分沒有被標(biāo)準(zhǔn)化。* 服務(wù)層提供包括診斷協(xié)議、存儲管理、ECU模式管理和操作系統(tǒng)等在內(nèi)的系統(tǒng)服務(wù)。除了操作系統(tǒng)外，服務(wù)層的軟件模塊都是與平臺無關(guān)的。* ECU抽象層將ECU結(jié)構(gòu)（如外設(shè)與ECU的聯(lián)接方式等）進(jìn)行了抽象處理。該層與ECU平臺相關(guān)，但與微控制器無關(guān)。* 微控制器抽象層包括微控制器相關(guān)的驅(qū)動（如I/O驅(qū)動、ADC驅(qū)動等）。* RTE層負(fù)責(zé)AUTOSAR軟件構(gòu)件（即應(yīng)用層）相互間的通信以及軟件構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件之間的通信。RTE層之下的基礎(chǔ)軟件對于應(yīng)用層來說是不可見的，必須通過RTE進(jìn)入，它將軟件構(gòu)件從對底層軟件和硬件平臺的依賴中獨立出來

7、，實現(xiàn)了應(yīng)用程序和基礎(chǔ)軟件之間的分隔。;.11AUTOSAR方法論AUTOSAR為符合該標(biāo)準(zhǔn)的汽車電子軟件系統(tǒng)開發(fā)過程定義了一套通用的技術(shù)方法，這種方法即被稱為AUTOSAR方法論（AUTOSAR Methodology）。汽車OEM作為整車系統(tǒng)功能的規(guī)劃和設(shè)計者，需要了解并掌握AUTOSAR提供的這套開發(fā)流程，才能主導(dǎo)和推進(jìn)符合AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)的開發(fā)過程。;.12AUTOSAR方法論主要步驟可劃分兩個階段：主要步驟可劃分兩個階段：第一個階段是系統(tǒng)配置階段，這屬于系統(tǒng)級設(shè)計決策工作。首先是編寫系統(tǒng)配置輸入文件，為XML類型的文件。應(yīng)用軟件的描述術(shù)語在AOTUSAR中為軟件構(gòu)件（Soft

8、ware Components），該文件將確定需要使用的軟件構(gòu)件（即系統(tǒng)具有哪些功能）和硬件資源（ECU），以及整個系統(tǒng)的約束條件。AUTOSAR提供了一系列的模板（軟件構(gòu)件模板，ECU資源模板和系統(tǒng)模板）和標(biāo)準(zhǔn)的信息交換格式，工具供應(yīng)商可據(jù)此提供相應(yīng)的工具支持，從而簡化系統(tǒng)設(shè)計的工作，最終系統(tǒng)設(shè)計者只需要使用工具填充或編輯相應(yīng)的模板即可導(dǎo)出系統(tǒng)配置輸入文件。;.13AUTOSAR方法論系統(tǒng)配置輸入包含三部分內(nèi)容，第一個輸入是軟件構(gòu)件描述，定義每個需要的軟件構(gòu)件的接口內(nèi)容，包括數(shù)據(jù)類型，端口，接口等；第二個輸入是ECU資源描述，定義了每個ECU的資源需求，如處理器、外部設(shè)備、存儲器、傳感器和執(zhí)

9、行器等；第三個輸入是系統(tǒng)約束描述，定義總線信號，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟件構(gòu)件的映射關(guān)系。系統(tǒng)配置階段接下來的工作是將初步獲得的系統(tǒng)配置輸入文件借助系統(tǒng)配置生成器生成系統(tǒng)配置描述文件，同樣為XML文件，這是系統(tǒng)配置階段的最終工作成果。該文件將包含所有的系統(tǒng)信息，包括將軟件構(gòu)件映射到相關(guān)的ECU上（這種映射需要考慮到構(gòu)件的需要、構(gòu)件的連接、資源需求以及約束條件，有時也需要考慮成本等方面的因素），以及通信矩陣（整車的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、時序以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容）。;.14AUTOSAR方法論第二個階段是ECU的配置，這階段的工作需要對系統(tǒng)中每個ECU分別進(jìn)行。首先是使用第一個階段的工作成果系統(tǒng)配置描述文件，從中提取出與

10、各個ECU相關(guān)的系統(tǒng)配置描述信息，提取的信息包括ECU通信矩陣、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、頂級功能組合（據(jù)此產(chǎn)生需映射到該ECU上的所有軟件構(gòu)件），將放在另一個XML文件中。提取信息的工作可借助工具完成。然后進(jìn)入ECU配置的實際工作中，這一步負(fù)責(zé)往輸入對象中添加具體應(yīng)用所必需的信息，如任務(wù)調(diào)度、必要的BSW模塊、BSW配置信息、給任務(wù)分配的可運行實體等。這一步的結(jié)果被放在ECU 配置描述文件中，它包含了具體ECU所需的所有信息。最后一步是生成具體ECU的可執(zhí)行程序，此步將根據(jù)ECU 配置描述文件中的配置信息構(gòu)建完成ECU的基礎(chǔ)軟件的設(shè)置和與基于AUTOSAR構(gòu)件的應(yīng)用軟件的集成，最終生成ECU的可執(zhí)行代碼。;

11、.15AUTOSAR方法論此外，要說明的是，AUTOSAR系統(tǒng)的設(shè)計過程使用了虛擬功能總線（Virtual Functional Bus）的概念。虛擬功能總線（Virtual Functional Bus）將AUTOSAR軟件構(gòu)件相互間的通信以及軟件構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件之間的通信進(jìn)行了抽象，同時使用預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)接口。而對于虛擬功能總線來說，ECU內(nèi)部通信和外部總線通信并沒有什么區(qū)別，這種區(qū)別要等到系統(tǒng)布局以及ECU的具體功能最終確定才會體現(xiàn)出來。軟件構(gòu)件本身對于這種區(qū)別并不關(guān)注，因此我們可以在獨立的情況下開發(fā)軟件構(gòu)件。在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，虛擬功能總線所代表的功能最終以RTE的生成來體現(xiàn)。;.16標(biāo)準(zhǔn)

12、化的應(yīng)用接口通過RTE實現(xiàn)AUTOSAR軟件構(gòu)件（即應(yīng)用程序）相互間的通信以及軟件構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件之間的通信的前提是，軟件構(gòu)件必須具有標(biāo)準(zhǔn)的AUTOSAR接口。目前，AUTOSAR 3.1版已定義了一些典型的汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域（動力，車身/舒適和底盤）的標(biāo)準(zhǔn)接口。AUTOSAR按照功能邏輯分別將這些領(lǐng)域的系統(tǒng)劃分成若干個模塊，這些模塊可被視為一個軟件構(gòu)件或多個軟件構(gòu)件的組合，這些功能性的軟件構(gòu)件的接口被明確定義，所定義的接口的內(nèi)容包括名稱，含義，范圍，數(shù)據(jù)類型，通信類型，單位等。應(yīng)用軟件開發(fā)者在軟件構(gòu)件的設(shè)計與開發(fā)時需要應(yīng)用這些接口定義。;.17標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用接口這里以車身/舒適系統(tǒng)的雨刷管理的軟件

13、構(gòu)件的接口定義為示例，如圖;.18標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用接口雨刷管理構(gòu)件（WiperWasherManager）有兩個接口，CmdWashing 和StaWasher,圖中WWManager表示為雨刷管理軟件構(gòu)件的實例。針對CmdWashing接口定義了以下信息：1) CmdWashing接口由WiperWasherManager構(gòu)件提供，其數(shù)據(jù)內(nèi)容為FrontWasher構(gòu)件的Activation接口所使用。2）CmdWashing包含一個“Command”的數(shù)據(jù)元素。3）“Command”的數(shù)據(jù)類型為“t_onoff”。4）“t_onoff”屬于“RecordType”，該類型描述一般的開/關(guān)信息。

14、應(yīng)用軟件開發(fā)者應(yīng)該意識到，面向AUTOSAR運行時環(huán)境（RTE）接口的應(yīng)用軟件設(shè)計的重要性，及早地將AUTOSAR應(yīng)用層接口引入到實際的項目中來，為實現(xiàn)應(yīng)用軟件的可復(fù)用性做好準(zhǔn)備，從而優(yōu)化整個軟件開發(fā)流程。;.19設(shè)計應(yīng)用與實施仍以車身/舒適領(lǐng)域的外部車燈控制系統(tǒng)的設(shè)計為例，在本例中只涉及轉(zhuǎn)向燈的閃爍控制功能的實現(xiàn)。在系統(tǒng)配置階段，第一步是收集系統(tǒng)配置輸入內(nèi)容。首先收集實現(xiàn)該功能所需的軟件構(gòu)件，如圖4右部邊框所示，在本系統(tǒng)中共使用了5個軟件構(gòu)件，按照AUTOSAR提供的軟件構(gòu)件模板編寫每個軟件構(gòu)件的描述文件；然后明確系統(tǒng)中所用到的ECU資源，形成ECU資源描述文件，如圖4左上部邊框所示，這里有

15、3類ECU；最后是系統(tǒng)約束條件的描述文件，描述系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系。一般OEM需要提供軟件構(gòu)件描述和系統(tǒng)約束描述文件，以供零部件供應(yīng)商在ECU系統(tǒng)開發(fā)時使用。;.20設(shè)計應(yīng)用與實施以外部車燈控制系統(tǒng)的設(shè)計為例，在本例中只涉及轉(zhuǎn)向燈的閃爍控制功能的實現(xiàn)。系統(tǒng)配置階段;.21設(shè)計應(yīng)用實例圖中描述文件的生成均有專門的工具（這類工具統(tǒng)稱為AUTOSAR描述文件編輯器）支持，用戶只需向工具中填充規(guī)定的內(nèi)容即可。圖中描述的是在系統(tǒng)配置階段，第一步是收集系統(tǒng)配置輸入內(nèi)容。首先收集實現(xiàn)該功能所需的軟件構(gòu)件，在本系統(tǒng)中共使用了5個軟件構(gòu)件，按照AUTOSAR提供的軟件構(gòu)件模板編寫每個軟件構(gòu)件的描述文件；然后明確系

16、統(tǒng)中所用到的ECU資源，形成ECU資源描述文件，這里有3類ECU；最后是系統(tǒng)約束條件的描述文件，描述系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系。一般OEM需要提供軟件構(gòu)件描述和系統(tǒng)約束描述文件，以供零部件供應(yīng)商在ECU系統(tǒng)開發(fā)時使用。;.22設(shè)計應(yīng)用實例系統(tǒng)配置階段完成后，會生成下圖所示;.23設(shè)計應(yīng)用實例ECU配置階段;.24設(shè)計應(yīng)用實例將每個ECU的配置信息從系統(tǒng)配置文件中提取出來，其內(nèi)容包括ECU通信矩陣、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、頂級功能組合（即需映射到該ECU上的所有軟件構(gòu)件的組合）。此外，還需要更具體的關(guān)于AUTOSAR的基礎(chǔ)軟件各主要部分的配置，如RTE的配置，OS的配置，MCAL（微控制器抽象層）的配置和通信協(xié)議棧配置等。這些軟件部件的配置目前均有相應(yīng)的工具支持，直接生成可編譯的頭文件以供ECU系統(tǒng)軟件的集成使用。在生成ECU可執(zhí)行程序之前，需獲得相關(guān)軟件構(gòu)件和基礎(chǔ)軟件的代碼，然后與上述基礎(chǔ)軟件的配置頭文件進(jìn)行連編，最后生成ECU的可執(zhí)行程序。;.25總結(jié)AUTOSAR正在成為現(xiàn)實，建立這樣一個標(biāo)準(zhǔn)化平臺并貫徹標(biāo)準(zhǔn)化，將會縮短新產(chǎn)品的研發(fā)時間和測試時間，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)快速的市場反應(yīng)。許多OEM都計劃在接下來的車型中采用AUTOSAR。在市場上不少工具和軟件供應(yīng)商都已推出了符合