Razumevanje avtosara in njegove arhitekture

AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) je mogoče opredeliti kot skupno platformo za celotno avtomobilsko industrijo, ki je zasnovana za povečanje področja uporabe funkcionalnosti vozila, ne da bi vplivala na trenutni model delovanja. AUTOSAR je v osnovi odprta in standardna arhitektura programske opreme, ki so jo skupaj razvili proizvajalci avtomobilov, dobavitelji in razvijalci orodij. V tem članku bomo izvedeli, kaj je AUTOSAR in o različnih plasteh v njegovi arhitekturi.

Glavno geslo AUTOSARJA je "Sodelujte pri standardih, tekmujte pri izvajanju". Ta edinstvena arhitektura je bila razvita, da bi vzpostavili in ohranili skupni standard med proizvajalci, dobavitelji programske opreme in razvijalci orodij, tako da je rezultat procesa mogoče dostaviti brez kakršnih koli sprememb.

AUTOSAR - Kako se je vse začelo?

Leta 2003 je bilo partnerstvo AUTOSAR ustanovljeno kot zavezništvo proizvajalcev OEM (proizvajalcev originalne opreme), avtomobilskih dobaviteljev pnevmatik 1, proizvajalcev polprevodnikov, programske opreme, dobaviteljev orodij in drugih. Uveljavili so AUTOSAR kot odprt industrijski standard za arhitekturo avtomobilske programske opreme z upoštevanjem različnih avtomobilskih E / E arhitektur, ki so bile prisotne in so povezane in bodo oblikovane v prihodnosti.

V 10 Core partnerji AUTOSAR so BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation in Volkswagen.

Pomen AUTOSARJA

Infrastruktura sistema AUTOSAR ni preprosta, a zakaj je treba v avtomobilsko industrijo uvesti tako zapleteno infrastrukturo? Iz prve roke Zakaj potrebujemo AUTOSAR?

Ko se bo povpraševanje po inteligentnih, varnejših in pametnejših vozilih povečalo, se bo povečala tudi konkurenca v avtomobilski industriji. Vse te inteligence in funkcionalnosti vozila ne more izvajati en sam organ.

Na primer, avtomobil ima zračne blazine, sistem GPS, pametno integracijo itd. Vse te funkcije različne avtomobilske industrije izvajajo na različnih ECU-jih (elektronskih krmilnih enotah), zato bi morale vse različne avtomobilske enote delati z roko v roki poiščite želeno vtičnico.

To pomaga tudi pri procesu razvoja programske opreme, saj je bila programska oprema, razvita za avtomobilsko industrijo, do nedavnega osredotočena le na zagotavljanje funkcionalnosti sistema in jih ni nikoli zanimalo, kakšne učinke lahko sistem ima. Zapletlo se je zaradi številnih funkcionalnosti različnih ECU-jev v različnih omrežjih vozil. Bolj kritična težava je postala s povečanjem nestandardnih razvojnih postopkov. Zato so razvili AUTOSAR.

Različni sloji arhitekture AUTOSAR

Če pogledate zgornjo sliko, lahko ugotovite, da je arhitektura sistema AUTOSAR sestavljena iz treh glavnih plasti

• Sloj aplikacije
• Izvajalno okolje (RTE)
• Osnovna programska oprema (BSW)

Vsaka od teh plasti ima svoj namen in opravi določeno operacijo

Sloj aplikacije

Aplikacijski sloj AUTOSAR sestavljajo različne aplikacije in posebne programske komponente, ki so zasnovane za izvajanje določene naloge v skladu z navedenimi navodili. Aplikacijski sloj je najvišji sloj programske arhitekture programa AUTOSAR, zato je ključnega pomena za vse aplikacije v vozilu. Aplikacijski sloj obsega tri najpomembnejše komponente, ki jih je treba upoštevati. So komponente programske opreme, vrata teh komponent in vmesniki vrat.

Programske komponente zagotavljajo funkcionalnost podsistema, ki vključuje operacije in podatkovne elemente, ki jih zahteva programska oprema, in vire, ki jih potrebujejo komponente. Vir aplikacije je neodvisen od lokacije interaktivnih komponent, vrste ECU-jev, na katere je komponenta preslikana, in števila primerov, ko je komponenta instantirana v sistemu.

Runtime Environment (RTE) Layer

Raven okolja izvajalnega okolja ustvari primerno okolje za delovanje programskih komponent (SWC). SWC je vedno odvisen od vmesnika, ki ga zagotavlja RTE.

Lahko se šteje za komunikacijski center med ECU-ji, ki so znotraj omrežja. Programskim komponentam pomaga, da delujejo neodvisno od komunikacijskih mehanizmov in kanalov. RTE to omogoča s preslikavo komunikacijskih odnosov med komponentami, ki so implementirane v različnih predlogah, na poseben komunikacijski mehanizem Intra, kot je klic, ali med komunikacijskimi mehanizmi med ECU, kot je sporočilo COM.

RTE je odgovoren za upravljanje življenjskega cikla SWC, zato mora zagnati in zaustaviti funkcije glede na potrebe. Deluje tudi kot ločilna plast med aplikacijsko programsko opremo (ASW) in osnovno programsko opremo (BSW), kjer je osnovna programska oprema imela dovoljenje za neposreden klic katere koli funkcije API ali drugih modulov, vendar lahko programska oprema komunicira samo prek vrat.

RTE se generira v dveh fazah

• Faza pogodbe: Ta faza je neodvisna od ECU-ja in zagotavlja pogodbo med aplikacijsko programsko opremo in RTE, to pomeni, da je mogoče API-je komponent ASW kodirati.

Rezultat je glava, določena za komponento ASW, ki jo lahko vključimo v izvorno kodo. Datoteka glave je sestavljena iz vseh funkcij API RTE, ki jih je mogoče uporabiti v ASW, prav tako pa so v datoteki Header deklarirani potrebni podatkovni tipi in strukture, potrebne komponentam ASW.

• Faza generacije: Ta faza se bo osredotočila na ustvarjanje konkretne kode za dano ECU. S komponentami ASW in datotekami glave, ustvarjenimi v fazi pogodbe, in vso potrebno kodo BSW je mogoče ustvarjeno kodo zbrati v izvršljivo datoteko za ECU.

Osnovna programska oprema (BSW)

Osnovno programsko plast lahko definiramo kot standardizirano programsko opremo, ki lahko nudi storitve programskim komponentam AUTOSAR, uporablja pa se tudi za zagon funkcionalnega dela programske opreme. Osnovna programska oprema vključuje standardizirane komponente in komponente, ki jih določa ECU.

Osnovni sloj programske opreme je nadalje razdeljen na 4 glavne dele, in sicer plast storitev, plast abstrakcije ECU, plast abstrakcije mikrokrmilnika in kompleksni gonilniki.

I. Storitveni sloj

Je najvišja plast osnovne programske plasti, aplikacijski programski opremi pa zagotavlja osnovne programske module in je neodvisna od strojne opreme mikrokrmilnika in ECU.

Storitveni sloj zagotavlja funkcije, kot so

• Pomnilniške storitve (upravljanje NVRAM)
• Diagnostične storitve (vključno z UDS komunikacija in pomnilnik napak)
• Komunikacija in upravljanje omrežij vozil
• Upravljanje države ECU
• Operacijski sistem (OS)

Namestitev tega sloja je specializirana za mikrokrmilnik (MCU), dele strojne opreme ECU in njihove aplikacije.

II. Raven abstrakcije ECU

Ta plast deluje kot vmesnik abstrakcijskega sloja mikrokrmilnika, ki vsebuje tudi nekaj gonilnikov zunanjih naprav. Ima dostop do zunanjih naprav in naprav, ne glede na to, kje se nahajajo znotraj ali zunaj mikrokrmilnika. Ponuja tudi API za vmesnik z mikrokrmilnikom.

III. Sloj abstrakcije mikrokrmilnika (MCAL)

Sloj mikrokrmilnika je dostopna pot za komunikacijo s strojno opremo. Ta plast je bila uokvirjena, da bi se izognili neposrednemu dostopu do registrov mikrokrmilnikov. Mikro krmilnik Abstrakcija Layer (Mcal) je strojna plast zasnovana za zagotavljanje standardnega vmesnika do komponent osnovno programsko opremo. Zagotavlja neodvisne vrednosti mikrokrmilnika za komponente osnovne programske opreme in upravlja tudi zunanjo opremo mikrokrmilnika.

MCAL je opremljen z mehanizmom za obveščanje, da lahko podpira distribucijo ukazov, odzivov in informacij v različne procese. Poleg tega lahko MCAL vključuje nekatere funkcije in naprave, kot so digitalni V / I (DIO), analogno / digitalni pretvornik (ADC), modulator impulzne širine (de) (PWM, PWD), EEPROM (EEP), bliskavica (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), serijski periferni vmesnik (SPI), I2C vodilo.

IV. Kompleksni gonilnik naprave (CDD)

Ta plast ima posebne časovne in funkcionalne zahteve za obravnavo kompleksnih senzorjev in aktuatorjev. CDD se uporablja za obdelavo zapletenih funkcij, ni ga mogoče najti v nobeni drugi plasti in ima možnost neposrednega dostopa do mikrokrmilnika. Kompleksne funkcije vključujejo nadzor vbrizga, nadzor električnih vrednosti, zaznavanje povečanja položaja itd.

Cilji AUTOSARJA

AUTOSAR je bil ustvarjen iz določenih razlogov, ki so koristni za sedanjost in bodo koristni tudi v prihodnosti, nekateri cilji so navedeni spodaj.

• Izvajanje in standardizacija osnovnih funkcij kot rešitve s standardnim jedrom v celotni panogi.
• Integracije funkcionalnih modulov različnih dobaviteljev.
• Enostavno vzdrževanje postopka skozi celoten življenjski cikel.
• Možnost merjenja različnih vozil neodvisno od platforme.
• Aktivacija odvečnosti.
• Upoštevanje zahtev glede razpoložljivosti in varnosti.
• Preprost prenos funkcij z enega ECU na drugega v omrežju.
• Uporaba komercialne strojne opreme (COTS) več.
• Redne posodobitve in nadgradnje programske opreme v celotni življenjski dobi vozila.

Prednosti sistema AUTOSAR

AUTOSAR nudi različne prednosti v različnih fazah življenjskega cikla vozila

OEM-proizvajalci: Z AUROSAR lahko isto programsko kodo vedno znova uporabljate za različne proizvajalce originalne opreme. Prilagodljivejše je prilagajanju različnim oblikam, hkrati pa zmanjšuje čas in stroške izdelave.

Dobavitelji: Dobavitelji lahko povečajo svojo učinkovitost funkcionalnega razvoja in ustvarijo svoj poslovni model, ki je zanje primeren.

Ponudnik orodij: AUTOSAR ima skupen vmesnik, ki ponudniku orodij pomaga pri standardizaciji njihovega razvojnega procesa.

Novi udeleženec na trgu: Za nove udeležence AUTOSAR deluje kot pregleden in opredeljen vmesnik, ki jim lahko pomaga razumeti industrijske standarde in ustvariti lastne poslovne modele.

Kaj lahko pričakujete prek AUTOSAR-ja?

AUTOSAR je zasnovan za različne namene različnih oddelkov avtomobilske industrije. Ker je vsestranski in prilagodljiv, lahko poleg njega storite še marsikaj, nekateri osnovni rezultati, ki vam jih lahko da AUTOSAR, pa so zmožnost ponovne uporabe programske opreme v njem za več enot in uporabljene programske opreme je mogoče kadar koli zamenjati po potrebi AUTOSAR deluje kot standardna platforma za vso programsko opremo za vozila in nima lastne aplikacije.

Ima OS z osnovnimi funkcijami in programsko opremo za vmesnike, glavna prednost pa je, da se lahko isti vmesnik uporablja v vsej osnovni programski opremi. Funkcije sistema AUTOSAR so na voljo kot programske komponente, vse vključene komponente pa so neodvisne od strojne opreme.