Az autosar és az építészet megértése

Az AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) az egész autóipar közös platformjaként definiálható, amelynek célja a járműfunkciók alkalmazási körének bővítése anélkül, hogy ez befolyásolná a jelenlegi működési modellt. Az AUTOSAR alapvetően egy nyílt és szabványos szoftverarchitektúra, amelyet az autógyártók, a beszállítók és az eszközfejlesztők közösen fejlesztettek ki. Ebben a cikkben megtudhatjuk, mi az AUTOSAR, és az architektúra különböző rétegeiről.

Az AUTOSAR fő mottója: „Együttműködés a szabványok terén, verseny a megvalósítás terén”. Ezt az egyedülálló architektúrát azért fejlesztették ki, hogy kialakítsák és fenntartsák a gyártók, a szoftver-beszállítók és az eszközfejlesztők közös szabványát, hogy a folyamat kimenetele minden változtatás nélkül elérhető legyen.

AUTOSAR - Hogyan kezdődött az egész?

2003-ban megalakult az AUTOSAR partnerség az OEM (Original Equipment Manufacturer) gyártók, az 1. gumiabroncs gépjármű-beszállítók, félvezető-gyártók, szoftver-beszállítók, szerszám-beszállítók és mások szövetségeként. Megállapították az AUTOSAR-ot, mint az autóipari szoftverarchitektúra nyílt ipari szabványát, figyelembe véve a jelen lévő és a jövőben kialakuló különböző járműipari E / E architektúrákat.

Az AUTOSAR 10 fő partnere a BMW Group, a Bosch, a Continental, a DaimlerChrysler, a Ford Motor Company, a General Motors, a PSA Peugeot Citroen, a SiemensVDO, a Toyota Motor Corporation és a Volkswagen.

Az AUTOSAR fontossága

Az AUTOSAR infrastruktúrája nem egyszerű, de miért van szükség ilyen összetett infrastruktúra bevezetésére az autóiparban? Először Miért van szükségünk az AUTOSAR-ra?

Mivel az intelligens, biztonságosabb és intelligensebb jármű iránti kereslet növeli az autóipar versenyét is. Ezt az intelligenciát és a jármű funkcióit egyetlen hatóság sem tudja megvalósítani.

Például egy autó légzsákok, GPS-rendszer, az Intelligens integráció, stb Mindezek a jellemzők hajtják végre a különböző ECU (elektronikus vezérlő egység) különböző autóipar, így a különböző autóipari egységgel képes kéz a kézben, hogy szerezze be a kívánt kimenetet.

Ez segíti a szoftverfejlesztési folyamatot is, mert a közelmúltig az autóipar számára kifejlesztett szoftverek csak a rendszer funkcionalitásának biztosítására összpontosítottak, és soha nem törődtek azzal, hogy milyen hatásokat okozhat a rendszer számára. Bonyolultabbá vált a különféle ECU-k sokféle funkciója miatt a különböző járműhálózatokon keresztül. Kritikusabb problémává vált a nem szabványos fejlesztési eljárások növekedésével. Ezért fejlesztették ki az AUTOSAR-ot.

Az AUTOSAR építészet különböző rétegei

Ha megnézi a fenti képet, akkor megállapíthatja, hogy az AUTOSAR architektúrája három fő rétegből áll, amelyek

• Alkalmazási réteg
• Futásidejű környezet (RTE)
• Alapszoftver (BSW)

Ezeknek a rétegeknek mindegyikének megvan a maga célja, és külön műveletet kell végrehajtania

Alkalmazási réteg

Az AUTOSAR alkalmazásréteg különféle alkalmazásokból és speciális szoftverkomponensekből áll, amelyeket egy adott feladat végrehajtására terveztek a megadott utasítások szerint. Az alkalmazási réteg az AUTOSAR szoftverarchitektúrájának legfelső rétege, ezért kritikus az összes járműalkalmazás szempontjából. Az alkalmazási réteg három legfontosabb összetevőből áll, amelyeket figyelembe kell venni. Ezek alkalmazási szoftver komponenseket, kikötők ezen összetevők és kikötő kapcsolatok.

A szoftverkomponensek biztosítják az alrendszer funkcionalitását, amely magában foglalja a szoftver által igényelt műveleteket és adatelemeket, valamint az összetevők számára szükséges erőforrásokat. Az alkalmazás forrása pedig független az interaktív komponensek helyétől, az ECU-k típusától, amelyeken az összetevőt leképezik, és attól, hogy hányszor példányosítják az alkatrészt egy rendszerben.

Futási környezet (RTE) réteg

A futásidejű környezeti réteg megfelelő környezetet teremt a szoftverkomponensek (SWC) működéséhez. Az SWC mindig függ az RTE által biztosított interfésztől.

Kommunikációs központnak tekinthető a hálózaton belüli ECU-k között. Segíti a szoftverkomponensek működését a kommunikációs mechanizmusoktól és csatornáktól függetlenül. Az RTE ezt lehetővé teszi azáltal, hogy a különböző sablonokban megvalósított komponensek közötti kommunikációs kapcsolatokat feltérképezi egy adott belső kommunikációs mechanizmushoz, például híváshoz, vagy egy ECU közötti kommunikációs mechanizmushoz, például egy COM üzenethez.

Az RTE feladata az SWC életciklusának kezelése. Az igényeknek megfelelően be kell indítania és le kell állítania a funkciókat. Elkülönítő rétegként működik az Alkalmazásszoftver (ASW) és az Alapszoftver (BSW) között is, ahol az Alapszoftvernek engedélye volt bármely API-funkció vagy más modul közvetlen meghívására, de az Alkalmazásszoftver csak portokon keresztül kommunikálhat.

Az RTE két fázisban jön létre

• Szerződés szakasz: Ez a szakasz független az ECU-tól, és biztosítja az alkalmazási szoftver és az RTE közötti szerződést, vagyis az ASW-összetevők API-ja kódolható.

Ez egy ASW-összetevő által megadott fejlécet eredményezett, amelyet beépíthetünk a forráskódba. A fejlécfájl az ASTE-ben használható összes RTE API-funkcióból áll, és az ASW-összetevők számára szükséges szükséges adattípusokat és struktúrákat is a Fejléc-fájl tartalmazza.

• Generációs fázis: Ez a szakasz az adott ECU konkrét kódjának előállítására fog összpontosítani. A szerződés fázisában létrehozott ASW-összetevők és fejlécfájlok és az összes szükséges BSW-kód segítségével a létrehozott kód az ECU futtatható fájljává fordítható.

Alapszoftver (BSW)

Az Alapszoftver réteg meghatározható olyan szabványosított szoftverként, amely szolgáltatásokat nyújthat az AUTOSAR szoftverkomponenseknek, és a szoftver funkcionális részének futtatására is szolgál. Az Basic szoftver tartalmazza a szabványosított és az ECU által meghatározott összetevőket.

Az alapszoftver réteg további 4 fő részre oszlik, nevezetesen a Szolgáltatási rétegre, az ECU absztrakciós rétegre, a mikrokontroller absztrakciós rétegre és az összetett illesztőprogramokra.

I. Szolgáltatási réteg

Ez az alap szoftverréteg legfelső rétege, biztosítja az alapszoftver modulokat az alkalmazásszoftverhez, és független a mikrovezérlőtől és az ECU hardvertől.

A szolgáltatási réteg olyan funkciókat biztosít, mint pl

• Memória szolgáltatások (NVRAM Management)
• Diagnosztikai szolgáltatások (beleértve az UDS-t is kommunikáció és hibamemória)
• Jármű hálózati kommunikáció és menedzsment
• ECU államigazgatás
• Operációs rendszer (OS)

Ez a réteg a mikrovezérlőkre (MCU), az ECU hardverének részeire és azok alkalmazásaira specializálódott.

II. ECU absztrakciós réteg

Ez a réteg a mikrovezérlő absztrakciós réteg interfészeként működik, amely a külső eszközök néhány meghajtóját is tartalmazza. Hozzáférhet a perifériákhoz és az eszközökhöz, függetlenül attól, hogy azok a mikrovezérlőn belül vagy kívül találhatók. Az API-t a mikrovezérlőhöz való interfészhez is kínálja.

III. Mikrokontroller absztrakciós réteg (MCAL)

A mikrokontroller réteg a hardverrel való kommunikáció elérési útja. Ezt a réteget azért tervezték, hogy elkerüljék a mikrovezérlő regiszterekhez való közvetlen hozzáférést. A mikrovezérlő absztrakciós réteg (MCAL) egy hardverréteg, amelyet arra terveztek, hogy biztosítsa a szabványos interfészt az alapszoftver komponenseihez. Mikrovezérlőtől független értékeket biztosít az alapszoftver komponenseihez, és kezeli a mikrovezérlő perifériáit is.

Az MCAL értesítési mechanizmussal rendelkezik, hogy támogassa a parancsok, válaszok és információk különböző folyamatokhoz történő elosztását. Ezen kívül az MCAL tartalmazhat néhány olyan funkciót és eszközt, mint a digitális I / O (DIO), az analóg / digitális átalakító (ADC), az impulzusszélesség (de) modulátor (PWM, PWD), az EEPROM (EEP), a Flash (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), soros perifériás interfész (SPI), I2C busz.

IV. Komplex eszközillesztő (CDD)

Ez a réteg speciális időzítéssel és funkcionális követelményekkel rendelkezik a komplex érzékelők és működtetők kezeléséhez. A CDD komplex funkciók kezelésére szolgál, más rétegekben nem található meg, és képes közvetlenül hozzáférni a mikrovezérlőhöz. A komplex funkciók közé tartozik a befecskendezés vezérlése, az elektromos értékek ellenőrzése, a pozíció növelésének érzékelése stb.

Az AUTOSAR célkitűzései

Az AUTOSAR-ot bizonyos okokból hozták létre, amelyek hasznosak a jelen számára, és amelyek a jövőben is hasznosak lehetnek. Néhány célkitűzést az alábbiakban sorolunk fel.

• Az alapfunkciók megvalósítása és szabványosítása az egész iparágra kiterjedő „standard mag” megoldásként.
• Funkcionális modulok integrációja különböző szállítóktól.
• Könnyen fenntartható a folyamat az egész életciklus alatt.
• Különböző járművek méretarányos képessége a platformtól függetlenül.
• Redundancia aktiválása.
• A rendelkezésre állás és a biztonsági követelmények figyelembevétele.
• A funkciók egyszerű áthelyezése az egyik ECU-ból a másikba.
• A kereskedelemben kapható hardverek (COTS) további használata.
• Rendszeres szoftverfrissítések és frissítések a jármű teljes élettartama alatt.

Az AUTOSAR előnyei

Az AUTOSAR különböző előnyöket nyújt a jármű életciklusának különböző szakaszaiban

OEM-ek: Az AUROSAR segítségével ugyanazt a szoftverkódot újra és újra használhatja különböző OEM-ekhez. Rugalmasabban alkalmazkodik a különböző tervekhez, és csökkenti a gyártás idejét és költségét is.

Beszállítók: A beszállítók növelhetik a funkcionális fejlesztés hatékonyságát, és létrehozhatnak saját számukra megfelelő üzleti modellt.

Eszközszolgáltató : Az AUTOSAR rendelkezik egy közös felülettel, amely segíti az eszközszolgáltatót a fejlesztési folyamat egységesítésében.

Új piaci belépő: Az új belépők számára az AUTOSAR átlátható és meghatározott felületként működik, amely segíthet nekik megérteni az ipari szabványokat, és saját üzleti modelleket is létrehozhat.

Mire számíthat az AUTOSAR-on keresztül?

Az AUTOSAR-ot arra tervezték, hogy különféle célokat szolgáljon az autóipar különféle részlegeinek. Mivel sokoldalú és rugalmas, ettől eltekintve sok mindent megtehet, az AUTOSAR által kínált alapvető eredmények egy része az, hogy újból felhasználhatja a benne lévő szoftvert több egységre, és a használt szoftvert bármikor kicserélheti szükséges, az AUTOSAR az összes járműszoftver standard platformjaként működik, és nincs saját alkalmazása.

Rendelkezik operációs rendszerrel, amely alapvető funkciókkal és interfész szoftverekkel rendelkezik, és a fő előnye, hogy ugyanaz az interfész használható minden alapszoftverben. Az AUTOSAR funkcióit szoftverkomponensként szállítják, és az összes érintett komponens hardvertől független.