AUTOSAR Adaptive概述

2003年，汽車行業(yè)的高端玩家們發(fā)起了汽車嵌入式系統(tǒng)軟件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化項目——AUTOSAR（汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)）。2017年，為適應(yīng)汽車的發(fā)展趨勢（智能化、網(wǎng)聯(lián)化等），應(yīng)對汽車E/E系統(tǒng)開發(fā)面臨的新的挑戰(zhàn)（高性能處理器的應(yīng)用，自動駕駛的軟件實現(xiàn)，高帶寬通信需求，車與外界的互聯(lián)互通等），AUTOSAR組織推出了AUTOSAR Adaptive。

于是，在AUTOSAR的體系內(nèi)有了兩大概念：AUTOSAR Classic Platform（后面將簡稱CP）和AUTOSAR Adaptive Platform（后面將簡稱AP）。AP的出現(xiàn)并不會取代CP，而是一種補充。目前，AP主要應(yīng)用于MPU（Microprocessor Unit），CP則應(yīng)用于MCU（Microcontroller Unit）。關(guān)于CP的詳細介紹請參考我們的公眾號《淺談AUTOSAR架構(gòu)及開發(fā)方法》。

在不同的語境下，AP有不同的含義。首先AP是一個標(biāo)準(zhǔn)，它標(biāo)準(zhǔn)化了軟件開發(fā)的方法論，軟件分層結(jié)構(gòu)，軟件模塊之間的接口以及編程語言，目前該標(biāo)準(zhǔn)的最新版本是R19.11（2019年11月發(fā)布）。從軟件實現(xiàn)的角度，AP是一個運行在POSIX操作系統(tǒng)上的基礎(chǔ)軟件平臺，也可稱為一種平臺級的中間件，其核心是ARA（AUTOSAR Runtime for Adaptive Application）。

AUTOSAR Adaptive架構(gòu)圖 （ 圖片源自AUTOSAR_EXP_PlatformDesign R19.11）

ARA是應(yīng)用程序（AP中稱為Adaptive Application）運行時的基礎(chǔ)環(huán)境，可以提供多種本地功能供應(yīng)用程序調(diào)用，這些本地功能在AP中統(tǒng)稱為Function Clusters，其分為兩個部分：Foundation Function Clusters和Service Function Clusters。

上面對AP進行了一些簡單的介紹，接下來本文將重點討論基于PREEvision的AP設(shè)計流程。PREEvision是一款架構(gòu)開發(fā)工具，使用該工具進行AP的設(shè)計，需重點關(guān)注AP方法論。如前所述，AUTOSAR AP是一個標(biāo)準(zhǔn)，它對軟件開發(fā)的方法論進行了標(biāo)準(zhǔn)化，其方法論實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)流程如下圖所示：

圖AP development workflow（圖片來源AUTOSAR_EXP_PlatformDesign）

相關(guān)概念介紹：

Machine：在AP的概念體系中，Machine代表一種計算資源，它可以是真實存在的處理器（Process Unit），也可以是一個虛擬機（Virtual Machine），AP軟件則運行在某一特定的Machine上。

Manifest：Manifest是一種AUTOSAR模型的描述文件，主要包含AP軟件部署涉及到的一些配置信息（比如Service Instance Manifest會包括服務(wù)接口的版本信息，SD參數(shù)信息等內(nèi)容）。

注：AUTOSAR Adaptive的方法論詳細介紹可以參考AUTOSAR_TR_AdaptiveMethodology文檔

PREEvision中AUTOSAR Adaptive的基本設(shè)計流程

PREEvision中AP設(shè)計流程（圖片來源PREEvision Help文檔）

PREEvision中AUTOSAR Adaptive設(shè)計內(nèi)容主要包含以下幾個部分：

1）軟件層

• 服務(wù)設(shè)計：服務(wù)定義，服務(wù)角色定義
• 服務(wù)接口設(shè)計：設(shè)計Method，Event及Property；并完成數(shù)據(jù)類型的定義；
• 服務(wù)接口部署：選擇SOA的通信方式，如SOME/IP等；并將服務(wù)接口與通信協(xié)議進行映射；
• 服務(wù)接口序列化：定義服務(wù)接口（Method/Event/Properties）的序列化方式及屬性
• Adaptive Application設(shè)計：設(shè)計Adaptive SW components，Executables及Adaptive Applications

2）硬件層

• 基于以太網(wǎng)的硬件拓撲設(shè)計
• Machine設(shè)計及部署（Deployment）：創(chuàng)建machine，設(shè)計machine的狀態(tài)及服務(wù)發(fā)現(xiàn)等內(nèi)容

3）通信層

• 軟/硬件映射：Adaptive Application SWC與Machine映射
• 服務(wù)實例化：基于軟/硬件映射生成服務(wù)實例；完成服務(wù)實例的配置
• 以太網(wǎng)通信設(shè)計：TP/IP地址及SOME/IP SD設(shè)計等

下面小編將基于PREEvision 9.5 SP1的Demo介紹PREEvision中AP的基本設(shè)計流程。

基本設(shè)計流程如下：

1.服務(wù)及服務(wù)接口設(shè)計

AP是一個面向服務(wù)的軟件架構(gòu)（SOA），關(guān)于SOA的相關(guān)概念可以參考我們的微信公眾號《汽車為什么非要用SOA》。基于AP平臺的軟件開發(fā)，首先需要進行服務(wù)及服務(wù)接口的設(shè)計。

• 服務(wù)設(shè)計：服務(wù)是對功能單元的抽象描述；服務(wù)的定義包含服務(wù)的ID以及服務(wù)角色（服務(wù)提供方及服務(wù)消費方）的定義。本示例定義了兩個服務(wù)：Navigator及TrafficInformation。

若服務(wù)之間存在依賴關(guān)系，也需在服務(wù)設(shè)計階段明確，用于指導(dǎo)后續(xù)的軟件開發(fā)。

• 服務(wù)接口設(shè)計：服務(wù)接口定義了服務(wù)的功能特性，是Method、Event及Property的集合。

設(shè)計methods（包括F&F methods）、events及properties:

設(shè)計服務(wù)接口數(shù)據(jù)類型：

不同于CP的設(shè)計，在AP中，對于implementation data type，需定義數(shù)據(jù)類型C++相關(guān)屬性。

• 服務(wù)接口部署：

選擇應(yīng)用協(xié)議（如SOME/IP），將服務(wù)接口與應(yīng)用層協(xié)議進行綁定。目前PREEvision僅支持SOME/IP。

設(shè)計SOME/IP Interface：完成SOME/IP interface版本，以及method/event ID等屬性的定義。

• 服務(wù)接口序列化屬性定義：

序列化是一種將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為比特流，方便數(shù)據(jù)在通信鏈路上傳輸?shù)募夹g(shù)手段；在AP中支持SOME/IP的序列化功能；在該Demo示例中選擇SOME/IP的序列化方式。對于SOME/IP序列化的屬性設(shè)置，與CP類似，此處不再贅述。

2.Adaptive軟件設(shè)計：

前面定義了服務(wù)和服務(wù)接口，接下來需要定義應(yīng)用層軟件架構(gòu)。在AUTOSAR Adaptive中，軟件架構(gòu)由Adaptive Application SWC（Software Component）組成，類似于CP中SWC的概念。服務(wù)及服務(wù)接口是一種抽象的概念，Adaptive Application SWC是服務(wù)接口的軟件實現(xiàn)。一個服務(wù)接口至少需要一對Adaptive Application SWC來實現(xiàn)，一個Adaptive Application SWC實現(xiàn)了服務(wù)接口的調(diào)用，承擔(dān)服務(wù)客戶端的角色；另一個實現(xiàn)了服務(wù)接口Method/Event/Property的具體功能，承擔(dān)服務(wù)端的角色。

• AP軟件架構(gòu)設(shè)計：

前面定義了兩個服務(wù)Navigator以及TrafficInformation，對應(yīng)的Adaptive軟件架構(gòu)設(shè)計的如下圖所示：

Adaptive Application SWC port與Service Interface 一一對應(yīng)。Service Interface在軟件層的體現(xiàn)如下圖所示：

• Adaptive application設(shè)計：

在AUTOSAR Adaptive方法論中，Adaptive application是Executables（可執(zhí)行文件）的集合，一個Executable源于一個Adaptive Application SWC。

Adaptive application有兩種類型：Application level和Platform Level。在本示例中定義的Adaptive application都是Application level。

今天就講到這里，給大家賣個關(guān)子吧，想要了解更多關(guān)于AUTOSAR Adaptive的內(nèi)容，請持續(xù)關(guān)注“懌星科技”，我們后續(xù)將持續(xù)推出關(guān)于AUTOSAR Adaptive的其他設(shè)計內(nèi)容，我們下周見咯~

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的软件接口设计_基于PREEvision的AUTOSAR Adaptive设计——上篇的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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