Razumijevanje autosara i njegove arhitekture

AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) može se definirati kao zajednička platforma za cijelu automobilsku industriju koja je dizajnirana da poboljša opseg primjene funkcionalnosti vozila bez utjecaja na trenutni operativni model. AUTOSAR je u osnovi otvorena i standardna softverska arhitektura koju su zajednički razvili proizvođači automobila, dobavljači i programeri alata. U ovom ćemo članku naučiti što je AUTOSAR i o različitim slojevima u njegovoj arhitekturi.

Glavni moto AUTOSAR-a je "Surađivati na standardima, natjecati se u provedbi". Ova jedinstvena arhitektura razvijena je kako bi se uspostavili i održali zajednički standardi među proizvođačima, dobavljačima softvera i programerima alata tako da se ishod procesa može isporučiti bez potrebe za bilo kakvim izmjenama.

AUTOSAR - Kako je sve počelo?

2003. godine osnovano je partnerstvo AUTOSAR kao savez proizvođača OEM-a (proizvođača originalne opreme), dobavljača automobila Tire 1, proizvođača poluvodiča, dobavljača softvera, dobavljača alata i drugih. Utvrdili su AUTOSAR kao otvoreni industrijski standard za automobilsku softversku arhitekturu uzimajući u obzir različite automobilske E / E arhitekture koje su bile prisutne i povezane i koje će se oblikovati u budućnosti.

U 10 Osnovna partneri AUTOSAR su BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroën, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation i Volkswagen.

Važnost AUTOSARA

Infrastruktura AUTOSAR-a nije jednostavna, ali zašto je potrebno uvoditi tako složenu infrastrukturu u automobilsku industriju? Iz prve ruke Zašto nam treba AUTOSAR?

Kako se povećava potražnja za inteligentnim, sigurnijim i pametnijim vozilom, tako će se povećavati i konkurencija u automobilskoj industriji. Sve te inteligencije i funkcionalnost vozila ne može primijeniti niti jedno tijelo.

Na primjer, automobil ima zračne jastuke, GPS sustav, pametnu integraciju itd. Sve su te značajke implementirane na različitim ECU-ima (elektroničkim upravljačkim jedinicama) u različitim automobilskim industrijama, tako da bi sve različite automobilske jedinice trebale raditi ruku pod ruku dobiti željeni izlaz.

To također pomaže u procesu razvoja softvera, jer je do nedavno softver razvijen za automobilsku industriju bio usmjeren samo na pružanje funkcionalnosti sustava i nikad ih nije zanimalo koji su učinci koje sustav može pružiti. Zakompliciralo se zbog mnogih funkcionalnosti različitih ECU-a u različitim mrežama vozila. Porast nestandardnih razvojnih postupaka postao je kritičniji problem. Stoga su razvili AUTOSAR.

Različiti slojevi arhitekture AUTOSAR

Ako pogledate gornju sliku, možete prepoznati da je AUTOSAR-ova arhitektura sastavljena od tri glavna sloja

Sloj aplikacije
Runtime Environment (RTE)
Osnovni softver (BSW)

Svaki od ovih slojeva ima svoju svrhu i mora izvršiti određenu operaciju

Sloj aplikacije

Aplikacijski sloj AUTOSAR sastoji se od različitih aplikacija i specifičnih softverskih komponenata koje su dizajnirane za izvršavanje određenog zadatka prema danim uputama. Aplikacijski sloj najviši je sloj AUTOSAR-ove softverske arhitekture, zbog čega je presudan za sve aplikacije u vozilu. Sloj aplikacije sastoji se od tri najvažnije komponente koje treba uzeti u obzir. Oni su komponente aplikacijskog softvera, priključci tih komponenata i sučelja priključaka.

Softverske komponente osiguravaju funkcionalnost podsustava, koji uključuje operacije i elemente podataka koji softver zahtijeva i resurse potrebne komponentama. Izvor aplikacije je neovisan o smještaju interaktivnih komponenti, vrsti ECU-a na koje se komponenta preslikava i broju instanciranja komponente u sustavu.

Runtime Environment (RTE) sloj

Runtime okruženje stvara prikladno okruženje za rad softverskih komponenata (SWC). SWC uvijek ovisi o sučelju koje pruža RTE.

Može se smatrati komunikacijskim centrom između ECU-ova koji su unutar mreže. Pomaže softverskim komponentama da rade neovisno o komunikacijskim mehanizmima i kanalima. RTE to omogućava omogućujući mapiranje komunikacijskih odnosa između komponenata koje su implementirane u različitim predlošcima, na određeni Intra komunikacijski mehanizam poput poziva ili među ECU komunikacijske mehanizme poput COM poruke.

RTE je odgovoran za upravljanje životnim ciklusom SWC-a. Trebao bi pokrenuti i isključiti funkcije na temelju potreba. Također djeluje kao razdvajajući sloj između aplikacijskog softvera (ASW) i osnovnog softvera (BSW) gdje je osnovni softver imao dopuštenje da izravno poziva bilo koju API funkciju ili druge module, ali aplikacijski softver može komunicirati samo putem priključaka.

RTE se generira u dvije faze

Faza ugovora: Ova faza je neovisna o ECU-u i pruža ugovor između aplikacijskog softvera i RTE-a, odnosno API komponenata ASW-a može se kodirati.

Rezultat je zaglavlje određeno ASW komponentom koje možemo uključiti u izvorni kod. Datoteka zaglavlja sastoji se od svih funkcija RTE API-ja koje se mogu koristiti u ASW-u, a također su potrebne datoteke i strukture potrebne komponentama ASW-a deklarirane u datoteci zaglavlja.

Faza generacije: Ova će se faza usredotočiti na generiranje konkretnog koda za datu ECU. S komponentama ASW i datotekama zaglavlja stvorenim u fazi ugovora i svim potrebnim BSW kodom, generirani kôd može se kompilirati u izvršnu datoteku za ECU.

Osnovni softver (BSW)

Sloj osnovnog softvera može se definirati kao standardizirani softver koji može pružiti usluge softverskim komponentama AUTOSAR, a koristi se i za pokretanje funkcionalnog dijela softvera. Osnovni softver uključuje standardizirane i ECU specificirane komponente.

Osnovni softverski sloj dalje je podijeljen na 4 glavna dijela, i to sloj usluga, sloj apstrakcije ECU-a, sloj apstrakcije mikrokontrolera i složeni upravljački programi.

I. Razina usluge

To je najviši sloj osnovnog softverskog sloja, pruža osnovne softverske module aplikacijskom softveru i neovisan je o hardveru mikrokontrolera i ECU-a.

Uslužni sloj pruža funkcije kao što su

Usluge memorije (upravljanje NVRAM-om)
Dijagnostičke usluge (uključujući UDS komunikacija i memorija pogrešaka)
Komunikacija i upravljanje mrežom vozila
Upravljanje državom ECU
Operativni sustav (OS)

Montaža ovog sloja specijalizirana je za mikrokontrolere (MCU), dijelove hardvera ECU-a i njihove primjene.

II. Sloj apstrakcije ECU-a

Ovaj sloj djeluje kao sučelje apstraktnog sloja mikrokontrolera koji također sadrži neke pokretačke programe vanjskih uređaja. Ima pristup perifernim uređajima i uređajima bez obzira gdje se nalaze bilo unutar ili izvan mikrokontrolera. Također nudi API za sučelje s mikrokontrolerom.

III. Sloj apstrakcije mikrokontrolera (MCAL)

Sloj mikrokontrolera je pristupni put za komunikaciju s hardverom. Ovaj je sloj uokviren kako bi se izbjegao izravan pristup registrima mikrokontrolera. Mikro kontroler sloj apstrakcije (MCAL) je hardverski sloj osmišljen kako bi se osiguralo standardno sučelje za komponente osnovnog softvera. Pruža neovisne vrijednosti mikrokontrolera za komponente osnovnog softvera, a također upravlja perifernim uređajima mikrokontrolera.

MCAL je opremljen mehanizmom obavijesti kako bi mogao podržati distribuciju naredbi, odgovora i informacija u različitim procesima. Osim toga, MCAL može uključivati neke od funkcija i uređaja kao što su digitalni ulaz / izlaz (DIO), analogno / digitalni pretvarač (ADC), modulator širine impulsa (de) (PWM, PWD), EEPROM (EEP), bljeskalica (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), serijsko periferno sučelje (SPI), I2C sabirnica.

IV. Složeni upravljački program uređaja (CDD)

Ovaj sloj ima posebne vremenske i funkcionalne zahtjeve za rad sa složenim senzorima i aktuatorima. CDD se koristi za rukovanje složenim funkcijama, ne može se naći ni u jednom drugom sloju, a ima mogućnost izravnog pristupa mikrokontroleru. Složene funkcije uključuju kontrolu ubrizgavanja, kontrolu električnih vrijednosti, otkrivanje povećanja položaja itd.

Ciljevi AUTOSARA

AUTOSAR je stvoren iz određenih razloga koji su korisni za sadašnjost i koji će biti korisni i u budućnosti, neki od ciljeva navedeni su u nastavku.

Implementacija i standardizacija osnovnih funkcija kao rješenje "standardne jezgre" u cijeloj industriji.
Integracije funkcionalnih modula različitih dobavljača.
Jednostavno održavanje procesa tijekom životnog ciklusa.
Mogućnost skaliranja različitih vozila neovisno o platformi.
Aktivacija viška.
Razmatranje dostupnosti i sigurnosnih zahtjeva.
Jednostavan prijenos funkcija s jedne ECU na drugu ECU unutar mreže.
Više upotrebe komercijalnog hardvera (COTS).
Redovita ažuriranja i nadogradnje softvera tijekom životnog vijeka vozila.

Prednosti AUTOSARA

AUTOSAR pruža različite prednosti u različitim fazama životnog ciklusa vozila

OEM-ovi: s AUROSAR-om možete uvijek iznova koristiti isti softverski kod za različite OEM-ove. Fleksibilnije je prilagoditi se različitim dizajnom, a također smanjuje vrijeme i troškove proizvodnje.

Dobavljači: Dobavljači mogu povećati svoju učinkovitost funkcionalnog razvoja i stvoriti vlastiti poslovni model koji je njima prikladan.

Dobavljač alata: AUTOSAR ima zajedničko sučelje koje pružatelju alata pomaže u standardiziranju procesa razvoja.

Novi sudionik na tržištu: Za nove sudionike AUTOSAR djeluje kao transparentno i definirano sučelje koje im može pomoći da razumiju industrijske standarde i da stvore vlastite poslovne modele.

Što možete očekivati kroz AUTOSAR?

AUTOSAR je dizajniran da služi u različite svrhe raznim odjelima automobilske industrije. Budući da je svestran i fleksibilan, osim njega možete raditi i mnoge stvari, neki od osnovnih ishoda koje vam AUTOSAR može pružiti su mogućnost ponovne upotrebe softvera u njemu za više jedinica, a korišteni softver može se razmijeniti kad god je to moguće AUTOSAR djeluje kao standardna platforma za sve softvere vozila i nema vlastitu primjenu.

Ima OS s osnovnim funkcijama i softverom sučelja, a glavna prednost je što se isto sučelje može koristiti u svim osnovnim softverima. Funkcionalnosti AUTOSAR-a isporučuju se kao softverske komponente, a sve uključene komponente ovise o hardveru.