1、面向汽車(chē)應(yīng)用的autosar設(shè)計(jì)技巧汽車(chē)oem正在開(kāi)發(fā)基于autosar的系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)當(dāng)代汽車(chē)中日益復(fù)雜的軟件。autosar簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)流程并使得ecu軟件具有復(fù)用性。從2004年autosar面世開(kāi)頭，這項(xiàng)創(chuàng)新性的前沿技術(shù)就在許多討論性的項(xiàng)目中舉行測(cè)試；現(xiàn)在，autosar開(kāi)頭通過(guò)產(chǎn)品化ecu進(jìn)入真正的實(shí)現(xiàn)階段。autosar軟件代表了當(dāng)前的技術(shù)水平，并通過(guò)不斷的版本更新來(lái)保證技術(shù)上的不斷長(zhǎng)進(jìn)。汽車(chē)工業(yè)正在瀕臨新的時(shí)代。復(fù)雜的汽車(chē)功能越來(lái)越多，使得的開(kāi)發(fā)越來(lái)越復(fù)雜。顧客對(duì)于產(chǎn)品的功能和共性化要求，以及象診斷這種非功能性需求的增強(qiáng)，越發(fā)劇了ecu開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜度。汽車(chē)，尤其是高級(jí)豪華車(chē)，大約有超

2、過(guò)1000個(gè)軟件功能，幾條車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，以及超過(guò)70個(gè)ecu。因?yàn)槠?chē)電子領(lǐng)域硬件平臺(tái)的多樣性，ecu軟件開(kāi)發(fā)嚴(yán)峻依靠硬件和系統(tǒng)配置。每次相關(guān)的約束條件的更改都將導(dǎo)致重新編寫(xiě)程序或?qū)浖男薷?。為了降低ecu軟件開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度，autosar開(kāi)發(fā)成員提供了一套經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的軟件架構(gòu)，并以此作為開(kāi)發(fā)可重用應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。autosar這一開(kāi)放的系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)是由全世界的汽車(chē)oem，零部件供給商以及軟件、和電子工業(yè)的企業(yè)共同制定。autosar可以使得用戶(hù)避開(kāi)由于采納私有的解決計(jì)劃導(dǎo)致日益增長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)成本。autosar將電子架構(gòu)分成若干層和模塊。在定義接口的同時(shí)，autosar也定義了軟件組件和易于交換的

3、硬件平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。autosar開(kāi)發(fā)成員不僅提供了基礎(chǔ)軟件模塊的規(guī)范，還提供了用于開(kāi)發(fā)分布式系統(tǒng)應(yīng)用程序的辦法。這種辦法以基于模型的軟件和分布式系統(tǒng)描述開(kāi)頭，以自動(dòng)代碼生成和可重復(fù)的測(cè)試結(jié)束。這種辦法簡(jiǎn)化了工具鏈的用法。在autosar面世之后三年，autosar開(kāi)發(fā)成員在2007年發(fā)布了2.1版本。此時(shí)，autosar的進(jìn)展到達(dá)了一個(gè)穩(wěn)定的階段。幾個(gè)不同的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目對(duì)autosar的有用性舉行了測(cè)試。在商業(yè)領(lǐng)域里，“autosar評(píng)估系統(tǒng)”已經(jīng)完成。現(xiàn)在，autosar已經(jīng)做好進(jìn)入到產(chǎn)品ecu的預(yù)備了。1 autosar體系結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)autosar的目標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和基礎(chǔ)模塊之間的分別，汽車(chē)

4、電子被抽象成幾個(gè)層，1所示。與實(shí)際微控制器之間的銜接，也就是物理基礎(chǔ)，抽象為微控制器抽象層（microcontroller abstraction layer），用于映射微控制器的功能和外圍接口。微控制器抽象層定義了內(nèi)存接口、i/o驅(qū)動(dòng)接口和通信銜接接口，同時(shí)還可以模擬一些微控制器無(wú)法提供的功能。其次層是ecu抽象層（ecu abstraction layer）。這一層在ecu相關(guān)硬件的基礎(chǔ)上，為ecu提供外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。第三層是服務(wù)層（services layer）。這一層提供了各種服務(wù)，例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)通信和操作系統(tǒng)。服務(wù)層在很大程度上自立于硬件系統(tǒng)。第四層的rte真正實(shí)現(xiàn)

5、了應(yīng)用程序和基礎(chǔ)軟件之間的分隔。rte負(fù)責(zé)處理應(yīng)用程序集成以及應(yīng)用程序與基礎(chǔ)軟件模塊之間的數(shù)據(jù)交換。rte的存在是真正實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序重用的基礎(chǔ)。因?yàn)閞te預(yù)定義了相關(guān)的接口，所以開(kāi)發(fā)人員可以在對(duì)硬件一竅不通的狀況下舉行應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，并將這個(gè)軟件應(yīng)用在任何符合autosar標(biāo)準(zhǔn)的ecu中。虛擬功能總線(xiàn)（virtual functional bus）形成了這些層的配置基礎(chǔ)。通過(guò)這條虛擬總線(xiàn)，全部汽車(chē)電子通信組件都可以舉行抽象，同時(shí)用法預(yù)先定義的端口；而對(duì)于虛擬功能總線(xiàn)來(lái)說(shuō)，ecu內(nèi)部通信和外部總線(xiàn)通信并沒(méi)有什么區(qū)分。這種區(qū)分要等到系統(tǒng)布局以及ecu的詳細(xì)功能終于確定才會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。軟件組件本身對(duì)于這

6、種區(qū)分并不關(guān)注，因此我們可以在自立的狀況下開(kāi)發(fā)軟件組件。軟件組件被分成若干個(gè)可執(zhí)行單元，即運(yùn)行實(shí)體。當(dāng)某一個(gè)規(guī)定的大事發(fā)生時(shí)，就會(huì)有對(duì)應(yīng)的運(yùn)行實(shí)體被觸發(fā)。這樣的大事有可能是一個(gè)新的信號(hào)，也有可能是一個(gè)周期性定時(shí)。從虛擬功能總線(xiàn)的角度對(duì)電子系統(tǒng)的形式化描述終于定義了相關(guān)軟件組件的接口。因此，應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)可以自立于詳細(xì)的ecu。rte實(shí)現(xiàn)了對(duì)于i/o、內(nèi)存和其它基本服務(wù)的拜訪(fǎng)。利用基于模型的描述，可以針對(duì)指定的ecu定制rte，這樣可以適應(yīng)不同的需求并節(jié)約資源。2 辦法在定義ecu軟件體系架構(gòu)的同時(shí)，autosar標(biāo)準(zhǔn)也定義了開(kāi)發(fā)autosar系統(tǒng)的辦法。符合經(jīng)過(guò)確認(rèn)的開(kāi)發(fā)過(guò)程是開(kāi)發(fā)軟件的一個(gè)重

7、要前提。需求列表中的不足會(huì)在開(kāi)發(fā)早期被發(fā)覺(jué)，軟件組件的重用使得開(kāi)發(fā)流程變得簡(jiǎn)化，囫圇系統(tǒng)也就越發(fā)牢靠。但是，這種辦法也允許一定程度的自由：例如，用戶(hù)可以自己打算是用法從上至下還是從下至上的開(kāi)發(fā)流程。autosar的目的在于通過(guò)工具為軟件開(kāi)發(fā)流程提供通用的支持。成熟的工具用于需求的結(jié)構(gòu)化實(shí)現(xiàn)和相應(yīng)的管理，同時(shí)建立相應(yīng)的配置。第一步包括三個(gè)主要方面的形式化描述：軟件（軟件組件），ecu（ecu資源）和系統(tǒng)約束。合適的編輯工具用于創(chuàng)建完整的系統(tǒng)描述，2所示。系統(tǒng)配置作為ecu配置的基礎(chǔ)，而用戶(hù)可以利用配置工具按照ecu配置生成基礎(chǔ)軟件組件。在開(kāi)發(fā)流程的末期，有多種生成工具可以用來(lái)生成rte和基礎(chǔ)軟件

8、。開(kāi)發(fā)過(guò)程中的全部設(shè)計(jì)和配置數(shù)據(jù)都用統(tǒng)一的文件格式保存。為此，autosar定義了一種基于xml的文件格式。一方面，統(tǒng)一的文件格式保證了開(kāi)發(fā)流程的通用性；另一方面，它簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)工具之間的無(wú)縫集成。3 移植autosar的軟件體系結(jié)構(gòu)并非單一模塊，它包含了大量接口定義完整的標(biāo)準(zhǔn)模塊。這使得autosar的移植十分簡(jiǎn)單，即使是在項(xiàng)目之間舉行移植；另外可以在一個(gè)項(xiàng)目之內(nèi)同時(shí)用法標(biāo)準(zhǔn)的autosar模塊和私有的軟件模塊。為了實(shí)現(xiàn)這樣的移植工作，首先必需將已有的軟件架構(gòu)和autosar體系結(jié)構(gòu)舉行比較。通過(guò)分析重疊的功能和集成選項(xiàng)，進(jìn)而打算哪些模塊可以保留，哪些模塊應(yīng)當(dāng)被標(biāo)準(zhǔn)的軟件模塊替換。因此，在應(yīng)用

9、程序和基礎(chǔ)軟件之間引入一個(gè)分隔層是十分明智的挑選。一個(gè)可行的辦法是在移植過(guò)程的早期就預(yù)備好應(yīng)用程序和autosar軟件組件，并將它們通過(guò)rte集成在一起。在rte之下，一個(gè)專(zhuān)用的修改層用于為已有的基礎(chǔ)軟件提供接口，3所示。假如已有的基礎(chǔ)軟件有一部分需要被autosar基礎(chǔ)軟件替換，那么重點(diǎn)就集中在用法統(tǒng)一的工具。vector提供合適的工具，可以用于配置私有的軟件模塊。非autosar模塊可以被autosar模塊逐步取代，從而避開(kāi)推倒囫圇體系結(jié)構(gòu)所需擔(dān)當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)或重新編寫(xiě)模塊所帶來(lái)的巨大工作量。4 前景autosar 3.0的發(fā)布標(biāo)記著autosar標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完美。參加標(biāo)準(zhǔn)制定的各家公司允諾為實(shí)

10、現(xiàn)autosar的目標(biāo)而舉行持續(xù)的努力。當(dāng)前引入的各種主意將在autosar將來(lái)的4.0版本中得到實(shí)現(xiàn)。工具供給商也提出了一些和autosar相關(guān)的主意。vector的autosar開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)正在致力于將基于autosar的ecu開(kāi)發(fā)變得越發(fā)方便和簡(jiǎn)單。一個(gè)典型例子是運(yùn)行在pc上的autosar應(yīng)用組件的測(cè)試工具，這個(gè)工具同時(shí)還可以作為符合autosar標(biāo)準(zhǔn)的ecu的環(huán)境。這使得在pc上測(cè)試autosar軟件組件的實(shí)現(xiàn)代碼變得越發(fā)簡(jiǎn)單。廣泛用法的標(biāo)準(zhǔn)化工具（例如vector的canoe）可以用于測(cè)試實(shí)現(xiàn)、可視化測(cè)試以及生成測(cè)試報(bào)告。vector利用全套的autosar基礎(chǔ)軟件組件和通用的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工具鏈支持囫圇開(kāi)發(fā)流程，4所示。vector的autosar解決計(jì)劃已經(jīng)在若干個(gè)項(xiàng)目中得到了實(shí)際驗(yàn)證，同時(shí)得到驗(yàn)證的還有符合autosar 2.0和2.1的成熟產(chǎn)品（符合autosar 3.