AUTOSAR的歷史

AUTOSAR（AUTomotive Open System Architecture），即汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)，由全球汽車制造商、零部件供應(yīng)商及其他電子、半導(dǎo)體和軟件系統(tǒng)公司建立，目的是為了降低汽車控制軟件的開發(fā)風(fēng)險，提高軟件復(fù)用度。AUTOSAR聯(lián)盟自2003年成立以來，成員隊伍不斷壯大，基本上涵蓋了世界各大著名整車廠、零部件供應(yīng)商、半導(dǎo)體公司及軟件工具開發(fā)商。近年來也有越來越多的中國企業(yè)例如華為、百度、長城汽車等加入聯(lián)盟。

Autosar的出現(xiàn)因素

• 汽車電子系統(tǒng)復(fù)雜度和代碼量的不斷提升，當(dāng)前整車控制系統(tǒng)的代碼量都已達(dá)到千萬行代碼的級別，其復(fù)雜度遠(yuǎn)比高端的航空航天要高，只是安全性比他們要低些。
• 軟件的復(fù)習(xí)用性差，由于軟件依賴于固定的硬件開發(fā)，當(dāng)硬件發(fā)生變更時功能往往需要推倒重來，無疑增加重復(fù)開發(fā)的工作量和周期，這都是血琳琳的投入和成本。

汽車行業(yè)里有眾多的整車廠（OEM）和供應(yīng)商。一般來說，每一家OEM會生產(chǎn)不止一種車型，每一家OEM對不同子系統(tǒng)和零部件會選擇不止一個供應(yīng)商，每個供應(yīng)商也會向不止一家OEM供貨。減少開發(fā)成本最有效的辦法就是，盡可能讓產(chǎn)品可重復(fù)利用，用數(shù)量來分?jǐn)傞_發(fā)成本。OEM希望可以讓同一套系統(tǒng)和部件用在不同的車型上；同一輛車上來自不同供應(yīng)商的的各個系統(tǒng)和部件可以相互兼容；而供應(yīng)商希望開發(fā)出來的部件和算法可以通過簡單的軟件調(diào)整就供給不同的OEM。

另一方面，各個供應(yīng)商的開發(fā)進(jìn)度往往是不同步的。人們希望可以在供應(yīng)商開發(fā)的過程中就可以測試該部件能否與整車上的其它系統(tǒng)正確配合。因此需要一種統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)描述方法。

這便是AUTOSAR的初衷，即通過提升OEM以及供應(yīng)商之間軟件模塊的可復(fù)用性和可互換性來改進(jìn)對復(fù)雜汽車電子電氣架構(gòu)的管理。

對于此，圈內(nèi)幾位大佬相約一起討論五百回合最后搞了個Autosar出來，并成為最初的九大核心成員（博世、BMW、大陸、福特、戴姆勒、PSA、通用、豐田和大眾）。

AUTOSAR的基本思想

為此，AUTOSAR需要做到以下幾件事情：

• 對應(yīng)用軟件與底層軟件之間以及應(yīng)用軟件之間的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化
• 給出一個控制器軟件參考架構(gòu)
• 規(guī)范分布式開發(fā)流程中的交換格式

AUTOSAR提出了一個口號，叫做“Cooperate on standards, compete on implementation”。意思就是汽車行業(yè)的整車廠和供應(yīng)商共同合作開發(fā)一套汽車電子系統(tǒng)的軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，這樣大家就可以專注于功能的開發(fā)，而無需顧慮目標(biāo)硬件平臺。

打個簡單的比方。整車和零部件就好比是電腦和外設(shè)的關(guān)系，它們之間通過標(biāo)準(zhǔn)的USB接口來連接。無論是聯(lián)想的電腦，還是戴爾的電腦，無論是100塊的鼠標(biāo)，還是1000塊的鼠標(biāo)，它們都互相可以即插即用。電腦廠家可以專注做自己的電腦，而無需考慮會外接什么樣的鼠標(biāo)鍵盤；相應(yīng)的，外設(shè)廠可以專注做自己的鼠標(biāo)鍵盤，而無需考慮會用在什么樣的電腦上。它們之間的接口和交換格式，已經(jīng)由USB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了。這就是標(biāo)準(zhǔn)化帶來的便利。

AUTOSAR架構(gòu)分層

在AUTOSAR架構(gòu)中，系統(tǒng)軟件從上到下分層依次為：應(yīng)用層（Application Software Layer），運行時環(huán)境（Runtime Environment，RTE），基礎(chǔ)軟件層（Basic Software Layer，BSW），微控制器（Microcontroller）。每層之間為保持獨立性，每一層只能調(diào)用下一層的接口，并為其上一層提供接口。

應(yīng)用層（Application）

應(yīng)用層包含若干軟件組件（Software Component，SWC），SWC封裝了需要實現(xiàn)的具體功能，獨立于微控制器的類型，與底層硬件的獨立性是通過虛擬功能總線（VFB）來實現(xiàn)。而VFB則提供了一種通信機(jī)制，具體由RTE和BSW來實現(xiàn)。

SWC由端口（Port）和運行實體（Runnable Entity，RE）組成。

端口（Port）是SWC之間進(jìn)行通信的接口，通信內(nèi)容包含數(shù)據(jù)元素（Data Element，DE）和操作（Operation，OP）。

兩種常用端口：發(fā)送-接收端口（Sender-Receiver Interface，S/R）和客戶端-服務(wù)器端口（Client-Server，C/S）。

S/R用于數(shù)據(jù)傳遞，發(fā)送方將數(shù)據(jù)元素（Data Element，DE）發(fā)送給一個或者幾個接收方。C/S用于操作（Operation，OP），即函數(shù)調(diào)用，服務(wù)器提供函數(shù)，而客戶端用來調(diào)用函數(shù)，一個函數(shù)可以被多個客戶端調(diào)用，但是一個客戶端不能調(diào)用多個函數(shù)。

運行實體（Runnable Entity，RE）是一段可執(zhí)行代碼，封裝了具體算法。

運行時環(huán)境（RTE）

RTE是AUTOSAR中虛擬總線功能（VFB）接口的實現(xiàn)。

基礎(chǔ)軟件層（BSW）

基礎(chǔ)軟件層又分為4個小層，分別是：服務(wù)層（Services Layer），ECU抽象層（ECU Abstraction Layer），微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer），復(fù)雜驅(qū)動（Complex Drivers）。

每個小層又可以進(jìn)行更具體的劃分，如下圖：

基礎(chǔ)軟件層包含如下類型的服務(wù)：

（1）輸入/輸出（I/O）：對傳感器、執(zhí)行器和ECU外圍設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化訪問

（2）內(nèi)存（Memory）：對內(nèi)部/外部（非易失性存儲器）的標(biāo)準(zhǔn)化訪問

（3）加密（Crypto）：對內(nèi)部/外部加密原語的標(biāo)準(zhǔn)化訪問

（4）通信（Communication）：車輛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、車載ECU通信系統(tǒng)和ECU內(nèi)部軟件的標(biāo)準(zhǔn)化訪問

（5）非車載通信（Off-board Communication）：V2X、車內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和非車載ECU通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化訪問

（6）系統(tǒng)：提供標(biāo)準(zhǔn)化（包括操作系統(tǒng)，定時器，錯誤存儲器）和ECU特定（ECU狀態(tài)管理，看門狗管理）服務(wù)和庫函數(shù)

服務(wù)層（Services Layer）

在BSW層最上層，提供以下服務(wù)：
（1）操作系統(tǒng)（OS）

（2）車輛網(wǎng)絡(luò)通信和管理服務(wù)

（3）內(nèi)存管理（NVRAM管理）

（4）診斷服務(wù)（包括UDS通信，錯誤存儲器和故障處理）

（5）ECU狀態(tài)管理，模式管理

（6）邏輯和程序流監(jiān)控（Wdg管理）

復(fù)雜驅(qū)動（Complex Drivers）

提供集成特殊功能的可能性，例如設(shè)備的驅(qū)動，這些驅(qū)動有以下特點：
（1）在AUTOSAR中沒有明確規(guī)定

（2）對時序要求比較高

（3）用于移植目的

ECU抽象層（ECU Abstraction Layer）

提供訪問外圍設(shè)備的API，使更上層的軟件獨立于ECU硬件。

微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer）

包含可以直接訪問微控制器和外圍設(shè)備的底層驅(qū)動。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的汽车电子-AUTOSAR基础简介的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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