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  • autosar入门到精通
    2021-03-04 20:07:03

    本系列文章会详细介绍AUTOSAR相关知识。理论到实践都会尽量详细的介绍。在汽车领域工作了多年,从开始网络上几乎没有AUTOSAR相关的介绍,看文档枯燥难懂抓不住重点,到现在有些肤浅的理解并在实际项目中做了验证。希望能给大家带来些许帮助,当然由于个人能力有限,疏漏错误在所难免,欢迎大家指正,共同学习共同进步!

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  • 同时将应用层和底层分离 基础软件层(Basic Software):这一层从图中就可以看出,比其它几层都庞大,它主要是将对硬件的操作封装成统一AutoSAR标准的接口,供上层系统调用,需要将其封装一个标准操作系统的状态才...

    1. 概述

    近年来,自动驾驶新能源汽车比较火爆,AutoSAR工程师也是极奇需缺,本专栏记录AutoSAR学习过程。

    2. 什么是AutoSAR

    2.1 简易描述

    AUTOSAR 就是Automotive Open System Architecture的简称,中文翻译就是汽车开放系统架构。 将汽车电子控制单元(ECU)的软件底层做了一个标准的封装。使得大家都能共用一套底层软件,只需要修改其中的一些参数,就可以匹配不同硬件,也可以匹配不同的应用层软件。如此之后,用户只需要专心负责应用层功能开发即可,底层都交给AutoSAR工程师就行了更加容易理解但不是很准确的讲就是: “就是一套写的比较好的底层软件”。其实现了硬件驱动的封装(类似于STM32的库),实现了操作系统的功能。用户只需要开发操作系统上层的软件应用即可(类似于基于安卓开发App

    2.2 AutoSAR架构描述

    首先我们来看一张整体的架构图,以后我们会在这张图上细分和深入,添加细节来补充完整。首先就能看出AutoSAR主要分为3个层级:应用软件层(AppL),实时运行环境(RTE)和基础软件层(BSW

    • 应用软件层(Application Layer):存放用户应用层代码的地方
    • 实时运行环境层(Runtime Environment):提供应用层所需要的一些资源,同时将应用层和底层分离
    • 基础软件层(Basic Software):这一层从图中就可以看出,比其它几层都庞大,它主要是将对硬件的操作封装成统一AutoSAR标准的接口,供上层系统调用,需要将其封装到一个标准操作系统的状态才行
    • 硬件层(Hardware):由硬件工程师设计的PCBA
      在这里插入图片描述

    3. AutoSAR层级介绍

    3.1 应用软件层(APPL)

    该层是由一个一个SWC组成的,每个SWC咱们可以理解为一个.c文件,而整个应用软件层就是一个文件夹。如下图说明了对应关系,可以看出,这里的整个工程就是我们的AutoSAR架构,而其中的AppLRTEBSW都分别对应一个文件夹,而我们的SWC组件就是一个一个的.c文件(和.h

    • (注意:标准AutoSAR工程与其有较大差异,这里只是做一个大致划分)

    在这里插入图片描述

    3.2 实时运行环境层(RTE)

    什么是RTE呢?将硬件层比做我们常用的PC主机,BSW层比作我们的Ubuntu或者Windows系统,AppL就是QQ、微信等应用程序,而RTE就像是虚拟机(VM)一样,兼容各个硬件平台,AppL可以随意跑在上面。

    3.3 基础软件层(BSW)

    基础软件层又分为四大类,分别是如下描述:

    • 硬件抽象层(MCAL):可能用过STM32的童鞋应该都知道库的概念,硬件抽象层又叫MCAL,就是将芯片的寄存器操作都封装成一个AutoSAR规定的统一的库Api。就是说这套Api是不同厂商都支持的,但是底层怎么实现,就是芯片厂商的事了。同时也有软件工具EB,可以通过界面配置MCAL功能
    • ECU抽象层:如果说MCAL只封装了芯片,那么ECU抽象层就是将硬件上所有的硬件都进行了封装。比如我们的控制器上有一个主芯片英飞凌的TC397,还有采样电路,电源电路,CAN电路等等。而MCAL就是封装了芯片上有的功能。而ECU抽象层就是将所有的这些都做一个统一的封装。所以不管硬件是如何实现的,这里封装后,也形成了统一的Api
    • 服务层:这里有是更加高级的一层了,服务层里是包含操作系统(OS)的。OS将使用ECU抽象层的Api,再对上层暴露出服务接口,其实就是嵌入式实时操作系统(RTOS)所作的工作。
    • 复杂驱动:又叫做CDD,主要工作是将AutoSAR未定义的一些功能封装起来,给应用层提供接口来调用这些功能。(简单说就是其他的概念)

    4. AutoSAR工具链介绍

    目前主流的主要是以下两种开发模式:

    • MATLAB + DaVinci(国内主流,参考书籍有《基于AUTOSAR规范的车用电机控制器软件开发》)
    • MATLAB + ETAS(博世和联电主要用这个,参考书籍有《AUTOSAR规范与车用控制器软件开发》)

    4.1 工具链介绍

    这里主要介绍第一种国内主流的工具链:MATLAB + DaVinci

    • MATLAB :主要是应用层做算法用的,比较方便实用
    • DaVinci Developer:主要用来搭建设计APPL的框架架构
    • DaVinci Configurator pro: 主要用来配置BSW和自动生成RTE

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  • 一、AutoSAR-CP建立一套优秀的软件底层代码,使得各大主机厂都能通用,同时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。

    在这里插入图片描述
    建立一套优秀的软件底层代码,使得各大主机厂都能通用,同时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

    一、AutoSAR-CP

    1、AutoSAR-CP介绍

    AutoSAR入门到精通讲解 (AuroSAR-CP描述) 1.1 AutoSAR-CP简介

    2、AutoSAR-CP的应用层(AppL)

    AutoSAR入门到精通讲解 (AppL) 2.1 AutoSAR-CP AppL概述

    3、AutoSAR-CP的实时环境层(RTE)

    4、AutoSAR-CP的基础软件层(BSW)

    二、AutoSAR-AP

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    1. 概述

    如下图是AutoSAR-CP的整体框架,其中AppL在最上层,该章节就描述一下AppL的一些功能和介绍。
    在这里插入图片描述

    2. AppL的成员结构

    AppL中最重要的就是SWC了,而SWC与其他SWC通信需要接口,每个SWC中又由runnable组成,所以AppL主要的组成就分下面三部分:

    • 应用软件组件(SWC
    • AutoSAR标准接口(Port)和连接器(Connect
    • 可运行实体(Runnable

    3. SWC成员间的通信

    如下图,SWC成员之间不是直接通信的,它们之间的通信是通过虚拟功能总线(VBF)进行的。该总线是意义上的片内外通信的结合体,具体分为下列两部分:

    • 片内:在片内SWC成员之间就是通过RTE通信,一个SWC可以把它理解为一个.c文件,.c文件之间的通信显然就只能通过全局变量去实现了。所以可以将ECU内部SWC的通信想象成全局变量去理解。
    • 片外:片外很显然,肯定是通过物理总线去实现,在汽车电子中,目前应用最多的是CAN Bus
    • 如下图所示:各个SWC之间通过蓝色的线去通信,这个线可以把它当作上述描述的连接器(Connect,也就是上述所说的全局变量),其中,蓝色线的每个出口和入口都应该遵循标准的AutoSAR接口(Ports)。
      在这里插入图片描述

    4. SWC的分配

    把上述的5SWC分配到两个ECU中(实际上汽车里面也是这么做的)。将车灯开关、调光控制器和左右顶灯(这里我只画了一个)放到一个ECU中由车身顶部的一个芯片控制;将左右车门开关(这里我只画了一个)和车门开关逻辑单元放到专用的车门ECU芯片中控制。那么还是先看图:
    在这里插入图片描述

    两个ECU即为两个控制器,分别位于车身前部的车门控制器和位于车身顶部的顶灯控制器。ECU内部的SWC是通过RTE的管理来通信的;而跨ECU的通信就是通过外部总线(一般为CAN,就是车身上连接各ECUCAN双绞线束)。

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