1、 現(xiàn)代汽車電子技術(shù)作業(yè) 關(guān)于AUTOSAR的發(fā)展前景 信息學(xué)院 自動化1302班 張銀輝 20134083 AUTOSAR的發(fā)展前景摘要 汽車工業(yè)發(fā)展至今，現(xiàn)代汽車在娛樂性、安全性和環(huán)保節(jié)能等方面的要求不斷提高，產(chǎn)業(yè)競爭日趨激烈，汽車電子產(chǎn)品的質(zhì)量和開發(fā)速度面臨更高的要求。AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)是全球汽車廠商積極應(yīng)對電控系統(tǒng)復(fù)雜性的主要成果之一，其倡導(dǎo)在汽車電子工程中使用多層抽象和標(biāo)準(zhǔn)接口，促進(jìn)軟件開發(fā)獨(dú)立于硬件平臺。系統(tǒng)配置是AUTOSAR方法論中的重要步驟，定義系統(tǒng)中的硬件拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)通訊，并通過系統(tǒng)映射完成軟硬件的關(guān)聯(lián)。本文主要介紹了針對AUTOSAR系統(tǒng)配置工具一系列關(guān)鍵技術(shù)問題的研究成果，

2、主要內(nèi)容包括：(一)通過對汽車電子領(lǐng)域軟件模型、AUTOSAR汽車電子開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際需求的對比分析研究，改進(jìn)了SmartSAR Studio和系統(tǒng)配置工具SmartSAR SYSC的架構(gòu)設(shè)計(jì)，基于領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)思想建立了統(tǒng)一模型和獨(dú)立的領(lǐng)域抽象層次，并以此為核心完成了整個軟件系統(tǒng)的搭建和拓展。(二)五個重要應(yīng)用模塊關(guān)鍵技術(shù)的突破和實(shí)現(xiàn)。其中Smart SYSC建模環(huán)境是針對AUToSAR模型進(jìn)行改進(jìn)整合形成的硬件拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)通信集成開發(fā)環(huán)境；網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)化模塊建立了CAN、LIN、AUTOSAR和Smart SYSC等多種網(wǎng)絡(luò)模型的轉(zhuǎn)化流程，實(shí)現(xiàn)了原有系統(tǒng)的自動高效轉(zhuǎn)化；網(wǎng)絡(luò)通信自動生成模塊通過分析

3、軟件組件通信需求，自動建立數(shù)據(jù)到信號的映射和多層網(wǎng)絡(luò)通信格式：信息抽取模塊提出了針對單個電控單元快速有效的系統(tǒng)信息提取方法并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其性能；通信矩陣分析模塊提取并建立整個系統(tǒng)的通信矩陣，呈現(xiàn)給用戶更為清晰的通信網(wǎng)絡(luò)并完成輔助分析。(三)系統(tǒng)配置工具的應(yīng)用實(shí)例：車身控制系統(tǒng)，并與其他工具配合完成了AUTOSAR完整應(yīng)用流程。1.汽車電子產(chǎn)業(yè)概述 汽車電子系統(tǒng)是指應(yīng)用于汽車中的分布式電子系統(tǒng)，平均每輛汽車在30個不同功能的電子系統(tǒng)中集成70至100個電控單元(ECU，Electronic Control Unit)121，這些電子系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)控制、傳動系控制、車身電子、安全、娛樂和防盜系統(tǒng)

4、等。 在競爭日趨激烈的汽車市場，汽車電子已經(jīng)成為主要差異化標(biāo)準(zhǔn)之一和汽車功能創(chuàng)新的驅(qū)動力。汽車產(chǎn)業(yè)70的創(chuàng)新來源于汽車電子。2010年市場中電器和電子元件產(chǎn)品占汽車總成本的40，全年汽車電子市場規(guī)模達(dá)21982億元，預(yù)計(jì)2012年將快速超過3200億元131。 充滿活力的市場帶來了對產(chǎn)品質(zhì)量和研發(fā)速度的迫切需求，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具逐漸成為汽車電子企業(yè)改進(jìn)開發(fā)方法、提高核心競爭力的必備技術(shù)措施，被廣泛應(yīng)用于需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試、模擬仿真和維護(hù)等各個環(huán)節(jié)，取得了良好的效果。2.中國汽車電子發(fā)展?fàn)顩r 近幾年來，隨著我國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展和汽車電子市場的快速興起，作為信息化與工業(yè)化融合的重要方

5、向之一，連接著電子信息產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)兩大浙江大學(xué)碩士學(xué)位論義 第1章緒論重要領(lǐng)域的汽車電子產(chǎn)業(yè)在改善汽車性能、豐富駕乘體驗(yàn)的同時(shí)，也取得了長足發(fā)展。 然而繁華背后存在隱憂，國外汽車電子巨頭己全面進(jìn)入中國并積極布局，在核心技術(shù)領(lǐng)域幾乎形成壟斷。本土企業(yè)的技術(shù)力量面臨著被邊緣化的窘境。在發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)、汽車電噴系統(tǒng)、ABS、微電機(jī)、安全氣囊等重要核心零部件供應(yīng)中，外資企業(yè)所占市場份額分別達(dá)到100、l 00、91、97和69I5。國際汽車電子巨頭的聯(lián)合，正在對中國汽車電子市場形成巨大的壟斷沖擊。為突破汽車電子領(lǐng)域核心技術(shù)，國內(nèi)廠商正在深入進(jìn)行技術(shù)鉆研和加強(qiáng)“產(chǎn)、學(xué)、研、用”各方面的深層次交流與合作

6、。然而由于在整車制造，核心技術(shù)和品牌等方面均存在短板，中國汽車電子的新一輪發(fā)展面臨國際標(biāo)準(zhǔn)不熟、產(chǎn)業(yè)鏈松散、人才缺乏等巨大挑戰(zhàn)。在此背景下，能夠幫助簡化開發(fā)流程、加強(qiáng)行業(yè)整合的汽車電子輔助開發(fā)工具成為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的有力手段。 浙江大學(xué)嵌入式系統(tǒng)工程中心自2004年起開始關(guān)注AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)，本研究是國家核高基重大專項(xiàng)“汽車電子虛擬服務(wù)總線及其模型設(shè)計(jì)工具"的組成部分。項(xiàng)目主要目標(biāo)為結(jié)合汽車電子軟件網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢，制定與國際汽車電子開放體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)(AUTOSAR61，OSEK7l等)兼容的自主汽車電子基 3.AUTOSAR Builder工具系列 AUTOSAR Builde

7、r是面向AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的工具鏈，由Geensofi研發(fā)，包括設(shè)計(jì)和功能工具套件，以幫助用戶在完成與AUSTOSAR相關(guān)的日常工作時(shí)更有效率：AUTOSAR Authoring工具(AAT)是一個支持圖形化設(shè)計(jì)軟件組件，車載電子系統(tǒng)，系統(tǒng)拓?fù)浜屯ㄐ啪仃嚨膭?chuàng)作工具。它也支持從AR 20轉(zhuǎn)換到AR 21，AR 31至30之間的轉(zhuǎn)換工具。 SCVT提供了驗(yàn)證工具，它可以靜態(tài)檢查其AUTOSAR xml描述，或者一個軟件組件與其RTE的相關(guān)性。SCVT除了支持MISRA驗(yàn)證之外，也支持用戶自定義規(guī)則的驗(yàn)證。然而缺乏動態(tài)的建模時(shí)驗(yàn)證系統(tǒng)使得整個工具的可用性大大降低。 ART可以完全自動化的重定Matl

8、ab Simulink RTW代碼到AR代碼。RTEG是一個開放的，優(yōu)化的RTE Generator。作為獨(dú)立的代碼生成工具，它既可以實(shí)現(xiàn)SWC implementation，也可以將客戶的應(yīng)用放到ECU上。 AUToSAR Builder作為上市時(shí)間較短的AUToSAR工具鏈，最新版本為201 O-2aIII，在產(chǎn)品功能上還有許多不夠完善的方面，如模擬器不支持網(wǎng)絡(luò)層，模環(huán)境驗(yàn)證支持不足，原有系統(tǒng)轉(zhuǎn)化支持薄弱等，且工具鏈劃分過于零散，缺少工具開發(fā)的集成環(huán)境。同時(shí)由于其直接使用Artop作為基礎(chǔ)，其模型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，難以為國內(nèi)廠商接受。4.AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn) AUTOSAR(AUTomotive

9、 Open System Architecture)是開放標(biāo)準(zhǔn)化汽車軟件架構(gòu)的簡稱，是全球汽車行業(yè)主要原始設(shè)備制造商、供應(yīng)商及工具和軟件服務(wù)商的開發(fā)合作聯(lián)盟，致力于創(chuàng)造和建設(shè)開放標(biāo)準(zhǔn)的車用軟件的基礎(chǔ)架構(gòu)，接口和應(yīng)用管理方法。5.AUTOSAR概述 不斷加速的升級步伐促使汽車制造商和零件供應(yīng)商更加積極地拓展業(yè)務(wù)和擴(kuò)大合作平臺，以改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈各自為戰(zhàn)的境況。AUTOSAR由寶馬、博世等汽車廠商于2003年正式提出，并于2004年啟動了主要的工作，標(biāo)準(zhǔn)組織成立于2006年，2008年4月頒布標(biāo)準(zhǔn)30版本，目前匯聚了行業(yè)內(nèi)眾多大型企業(yè)共同參與，包括核心成員，高級成員，聯(lián)合成員等計(jì)100余家。其主要目

10、標(biāo)為汽車電子系統(tǒng)進(jìn)一步提高性能、安全性和環(huán)保鋪平道路。形成強(qiáng)大的全球聯(lián)盟以實(shí)現(xiàn)“在標(biāo)準(zhǔn)中合作，在實(shí)現(xiàn)中競爭”的理念。為管理日趨增長的電控系統(tǒng)復(fù)雜性提供關(guān)鍵技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)低成本高質(zhì)量的未來技術(shù)做好準(zhǔn)備。幫助提升覆蓋車輛生命周期的軟件升級和交流。 為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，AUToSAR以標(biāo)準(zhǔn)文檔的方式規(guī)定了一系列用于規(guī)范開發(fā)平臺和技術(shù)的內(nèi)容。AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)使用基于組件的軟件設(shè)計(jì)模式來設(shè)計(jì)汽車電子系統(tǒng)。這些應(yīng)用軟件模塊通過虛擬功能總線相連。應(yīng)用軟件組件是應(yīng)用軟件的最小功能單元，每個軟件系統(tǒng)由多個軟件組件嵌套包含而成1201。AUTOSAR制訂了用于軟件組件通信的接口格式。虛擬功能總線用于不同軟件組件的信

11、息交換，代表了所有硬件及系統(tǒng)服務(wù)。這使得用戶可以專注于應(yīng)用開發(fā)而非不同架構(gòu)間的區(qū)別。所有軟件組件只需處理與功能總線間的信息交互，虛擬功能總線會處理信息的傳遞和目標(biāo)路由，即經(jīng)由某一軟件組件的輸出端口到達(dá)另一組件的輸入端口的具體通信管理。輸入和輸出端口之間需要兼容的通信接口。AUTOSAR使用分層軟件架構(gòu)來解耦軟件和硬件的實(shí)現(xiàn)依賴。 研究批件層不提供任何應(yīng)用邏輯，而只用于為上層提供包括硬件相關(guān)和硬件無關(guān)的各項(xiàng)服務(wù)。該層的存在使得上層軟件擺脫了對硬件的直接依賴。運(yùn)行時(shí)環(huán)境處理應(yīng)用軟件組件的信息交換并完成軟硬件的連接。應(yīng)用層軟件由非標(biāo)準(zhǔn)化軟件組成，也是實(shí)際軟件功能所在的層次。分層的軟件架構(gòu)在每個電控單

12、元上運(yùn)行，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)時(shí)無需知道其所部署的具體硬件，而由運(yùn)行時(shí)環(huán)境來完成通訊及對硬件的使用。6.Eclipse基礎(chǔ)平臺及拓展 Eclipset281平臺以其良好的插件式軟件開發(fā)和管理模式風(fēng)靡全球開發(fā)市場。其所定義并支持的開放架構(gòu)允許插件的動態(tài)發(fā)現(xiàn)、加載和運(yùn)行時(shí)管理，并最大程度上保持了插件間依賴關(guān)系的明確和插件開發(fā)的獨(dú)立性。Eclipse內(nèi)核中提供了平臺運(yùn)行時(shí)環(huán)境、資源管理和工作臺UI等開發(fā)包，規(guī)范了Eclipse插件對操作 系統(tǒng)資源的管理方式和軟件外觀風(fēng)格。時(shí)至今日，Eclipse上開發(fā)的各種軟件插件已經(jīng)是許多行業(yè)內(nèi)的首選支持產(chǎn)品，成為支撐Eclipse社區(qū)不斷發(fā)展壯大的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。Ec

13、lipse建模輔助框架(Eclipse Modeling Projects)是Eclipse插件家族中與模型搭建和模型開發(fā)相關(guān)的軟件家族，其著眼于模型開發(fā)技術(shù)的最新變化。 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2章研究從礎(chǔ)展，并提供一系列完整的建?？蚣?，工具和標(biāo)準(zhǔn)。其主要產(chǎn)品家族包括：抽象語義開發(fā)：Eclipse Modeling Framework(EMF)是一種以結(jié)構(gòu)化模型為基礎(chǔ)的建模輔助框架和代碼生成工具。該系列插件產(chǎn)品以EMF為核心，包括分布式模型管理工具和模型查詢、事務(wù)封裝等輔助功能插件。圖形化建模工程：為基于圖形的編輯器開發(fā)提供通用組件和運(yùn)行時(shí)基礎(chǔ)框架，包括Graphical Modeling

14、Framework(GMF)等高級復(fù)合框架和Graphiti等輕量級框架。模型開發(fā)工具：包括Eclipse商務(wù)流程管理套件模型和對象約束語言，工作空間管理和模型序列化、反序列化等用于基于模型開發(fā)的重要輔助工具。此外，隨著AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的不斷成熟和廣泛引用，AUTOSAR的部分參與廠商意識到在其工具開發(fā)過程中，許多共通的部分可以合力開發(fā)并共享以節(jié)約成本，AUTOSAR工具平臺Artop(AUTOSAR Tool Platform)應(yīng)運(yùn)而生。Artop包含了AUTOSAR各版本標(biāo)準(zhǔn)的元模型實(shí)現(xiàn)和在Eclipse平臺基礎(chǔ)上封裝的開發(fā)包，為各廠商開發(fā)AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)軟件產(chǎn)品提供了有效依托。7.A

15、UToSAR解決方案SmartSARAUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)組織致力于通過全方位的精確描述來指明分布式嵌入式系統(tǒng)中的軟硬件資源，以支持靈活而穩(wěn)定的工程管理。其規(guī)定了各種用于定義AUToSAR相關(guān)元素屬性集合的標(biāo)準(zhǔn)模板，包含如軟件組件、電控單元等數(shù)量眾多的對象結(jié)構(gòu)。處理規(guī)模巨大的元模型和電子系統(tǒng)數(shù)據(jù)使得專用工具的支持成為能否有效利用AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵因素。SmartSAR Studio是浙江大學(xué)嵌入式系統(tǒng)工程中心提出的的AUTOSAR解決方案，包含軟件組件設(shè)計(jì)工具、系統(tǒng)配置工具、ECU配置工具、RTE生成器RTEG和VFB仿真工具VFB Simulator五個工具，支持AUTOSAR方法論中所述

16、的完整建模流程。各工具作用簡要概括為：>軟件組件設(shè)計(jì)工具：依照應(yīng)用邏輯設(shè)計(jì)硬件無關(guān)的軟件組件層次結(jié)構(gòu)、內(nèi)部實(shí)現(xiàn)和交互接口，與Matlab Simulinkl311共同工作產(chǎn)生AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)軟件組件描述文件和組件實(shí)現(xiàn)代碼。>系統(tǒng)配置工具：導(dǎo)入軟件組件Arxml描述文件，設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)通信，并完成軟件組件到ECU的映射和數(shù)據(jù)元素到信號的映射，最后通過ECU抽取完成針對單個電控單元的系統(tǒng)信息抽取。>ECU配置工具：導(dǎo)入系統(tǒng)配置工具的ECU抽取文件，針對當(dāng)前ECU完成各項(xiàng)硬件相關(guān)的參數(shù)配置，如操作系統(tǒng)，通信，診斷等模塊或服務(wù)。>RTE生成器RTEG"

17、根據(jù)ECU配置內(nèi)容生成軟件組件通信所用的運(yùn)行時(shí)代碼。屬于代碼生成模塊的重要組成部分。>VFB仿真工具VFB Simulator：在系統(tǒng)配置完成后，使用軟件在環(huán)模擬方法在PC環(huán)境下運(yùn)行所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，驗(yàn)證并盡早診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題。SmartSAR studio可以對整個建模過程進(jìn)行實(shí)時(shí)和批處理模式驗(yàn)證，以便盡早發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)問題。用于加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作的SVN等同步機(jī)制也被支持。某個工具完成特定功能。各個工具之間使用AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)Arxml格式進(jìn)行信息交換。負(fù)責(zé)完成AUTOSAR中系統(tǒng)配置相關(guān)工作，包括定義系統(tǒng)硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同層次的網(wǎng)絡(luò)通信格式，即定義系統(tǒng)中使用到的ECU，總線，消息和信號等對

18、象和屬性，并通過映射將系統(tǒng)中的軟件和硬件資源靈活綁定在一起。此外，系統(tǒng)配置工具還應(yīng)支持CANLINAUTOSAR描述信息的導(dǎo)入和到AUTOSAR格式的導(dǎo)出。8.AuTosAR模型與其他總線模型的對比分析本節(jié)通過深入分析和比較AUTOSAR模型與傳統(tǒng)CANLlN網(wǎng)絡(luò)模型，尋找其各自優(yōu)勢所在，并總結(jié)各自應(yīng)當(dāng)進(jìn)行修改的地方。結(jié)合321節(jié)的描述，當(dāng)前行業(yè)迫切需要一種可以結(jié)合AUTOSAR方法論和傳統(tǒng)開發(fā)流程的解決方案，使得用戶可以對AUTOSAR的標(biāo)準(zhǔn)逐漸熟悉，同時(shí)無需花費(fèi)大量人力學(xué)習(xí)文檔和標(biāo)準(zhǔn)。Smart SYSC模型的主要目標(biāo)為在CANLIN總線建模領(lǐng)域完整替代AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)中的系統(tǒng)配置模型，

19、同時(shí)使模型盡量貼近習(xí)慣原始CANFLIN模型工程師的使用習(xí)慣，以幫助用戶避免大規(guī)模的變更開發(fā)管理方式和團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)以及由此引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。CAN總線主要模型結(jié)構(gòu)十分簡潔明了，如其硬件拓?fù)洳糠种皇褂肗ode節(jié)點(diǎn)表示，這與CAN的保存格式DBC文件中，將網(wǎng)絡(luò)速率設(shè)置為統(tǒng)一值有關(guān)，其明顯缺點(diǎn)為無法為同一文件中的不同總線設(shè)置不同屬性。參照業(yè)內(nèi)廣為接受的Vector CANoe軟件的模型體系116J一個LIN網(wǎng)絡(luò)通常由一個主節(jié)點(diǎn)、一個或多個從節(jié)點(diǎn)組成。LIN總線協(xié)議的核心特性是使用調(diào)度表(schedule table)。進(jìn)度表有助于保證總線不出現(xiàn)過載的情況，他們同樣是保證信號定期傳輸?shù)暮诵慕M件。所有節(jié)點(diǎn)都有一個

20、通訊任務(wù)，通信任務(wù)分為發(fā)送任務(wù)和接收任務(wù)。主節(jié)點(diǎn)除此之外還有一個實(shí)現(xiàn)主發(fā)送任務(wù)，進(jìn)度表保存在主節(jié)點(diǎn)中。一個LIN網(wǎng)絡(luò)上的通訊總是由主發(fā)送任務(wù)所發(fā)起的。一個LIN網(wǎng)絡(luò)保存在一個LDF文件當(dāng)中。由以上介紹可知，CAN總線和LIN總線模型均具有清晰簡潔的模型結(jié)構(gòu)。盡管在其各自的標(biāo)準(zhǔn)中，CAN和LIN均包括含有數(shù)據(jù)鏈路層和物理層等多層結(jié)構(gòu)，但良好的封裝使得用戶只需配置上層模型的具體屬性，從而保持模型概念的簡潔性。這也為其廣為市場和客戶所接受打下了良好基礎(chǔ)。然而，每個CAN或LIN的描述文件只能描述一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。在每個網(wǎng)絡(luò)中，各硬件節(jié)點(diǎn)之間默認(rèn)均通過同一總線相連，每個硬件節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立，缺乏聯(lián)系。在描述硬

21、件關(guān)聯(lián)能力上，CAN或LIN均無法描述多網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系和帶有網(wǎng)關(guān)的復(fù)雜硬件結(jié)構(gòu)，也無法表現(xiàn)ECU上多個通訊端口的情況。AUTOSAR在總體的模型描述能力上做出了大幅增強(qiáng)，然而其代價(jià)為在模型復(fù)雜度上做出了巨大的犧牲。其支持在同一描述文件中描述整個跨網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持帶來了對硬件拓?fù)涿枋瞿芰Φ男枨?，即同一AUTOSAR系統(tǒng)中，可能存在多個不同速率的CAN或LIN網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，AUTOSAR支持每個ECU上有多個通信端口的設(shè)計(jì)，并設(shè)立分別針對各種通信總線的通信連接器(Communication Connector)來對通信端口進(jìn)行包裝。對于部分通信連接器可能具有的公共屬性，又增設(shè)了通

22、信控制器(Communication Controller)，借助引用同一通信控制器來允許方便的進(jìn)行統(tǒng)一修改。針對具體的通信協(xié)議，又有具體的實(shí)現(xiàn)類如CAN通信控制器，LIN通信控制器等拓展通信控制器抽象類，集成了各自網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)有屬性IMJ。在通信信道描述方面上，傳統(tǒng)的CAN，LIN描述中只描述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的同一屬性，而AUTOSAR需要描述某個網(wǎng)絡(luò)會連接哪些硬件通信節(jié)點(diǎn)，以及每個網(wǎng)絡(luò)包含幾個信道。AUTOSAR建立了獨(dú)立通信簇(Communication Cluster)和物理通道(Physical Channel)概念，物理通道是一些通信屬性的集合并可以被通信簇所引用。通信連接器引用物理通道表示硬

23、件節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)的連接。每個通信簇可能會包含一個或多個物理通道。對于CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)，包含且只可能包含一個，因此對于CANLIN網(wǎng)絡(luò)建模而言，通信簇和物理通道的概念可以統(tǒng)一。在網(wǎng)絡(luò)信號描述方面，AUTOSAR使用來自Fibex的Frame，Pdu，Signal三層模型，并增加了ISignal模型以支持多播(Fanout)。然而在系統(tǒng)配置階段，有關(guān)于Pdu的許多路由和時(shí)間方面的要求無法與具體的硬件關(guān)聯(lián)，均需要在和具體的通信服務(wù)綁定后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置，往往需要在ECU配置中進(jìn)行重新制定。此外，AUTOSAR在物理通道中允許針對Frame，Pdu和Signal添加不同的Triggering，每個Trigg

24、ering可能關(guān)聯(lián)一個或多個通信連接器中包含的通信端口，以此建立硬件拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)聯(lián)。該種設(shè)計(jì)允許用戶針對不同粒度的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容進(jìn)行響應(yīng)，然而此處復(fù)雜的配置也使得即使建立簡單的系統(tǒng)也需要進(jìn)行多個層次的復(fù)雜配置。而且，由于Triggering這一中間概念的存在，使得任一端口對象無法快速獲得其收發(fā)哪些具體消息或信號，同時(shí)也無法根據(jù)Message索引快速查詢數(shù)據(jù)信號流向。AUTOSAR特征優(yōu)點(diǎn)主要包括模型完整，兼容眾多總線標(biāo)準(zhǔn)，各部分耦合度較低，然而其為了兼容性所設(shè)計(jì)的復(fù)雜模型結(jié)構(gòu)中存在大量轉(zhuǎn)換器類和連接類，大大增加了配置的復(fù)雜性和難度。而且由于AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)誕生不久，工業(yè)應(yīng)用尚未起步，一般工程

25、師沒有使用經(jīng)驗(yàn)。在現(xiàn)有情況下其主要缺點(diǎn)為：>結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模型自成體系，解耦性高而簡潔性差：>開發(fā)方式復(fù)雜，需對現(xiàn)有開發(fā)體系做出大規(guī)模調(diào)整；>文檔龐雜，學(xué)習(xí)曲線陡峭；>尚未成熟，部分標(biāo)準(zhǔn)存在前后矛盾，冗余配置；>供應(yīng)商缺乏使用及協(xié)調(diào)經(jīng)驗(yàn)，缺乏完整的原有系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化方法；通過以上分析，Smart SYSC的設(shè)計(jì)目標(biāo)可以總結(jié)為：>對AUTOSAR模型中前后矛盾，冗余配置的地方進(jìn)行修正，>精簡AUTOSAR模型結(jié)構(gòu)，在保證完整領(lǐng)域描述能力的基礎(chǔ)上去掉冗余類結(jié)構(gòu)。>完整覆蓋CANLIN標(biāo)準(zhǔn)，兼顧傳統(tǒng)模型，以充分利用行業(yè)已有基礎(chǔ)。>對模型進(jìn)行重新包裝和整理

26、，加強(qiáng)與實(shí)際硬件直觀聯(lián)系。>支持以AUTOSAR格式導(dǎo)出，以利用AUTOSAR方法論其他步驟?？偨Y(jié)展望本文深入分析了汽車電子領(lǐng)域軟件模型和AUTOSAR汽車電子開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求，對汽車電子軟件系統(tǒng)配置過程中幾個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要工作有：1)AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)和汽車電子軟件系統(tǒng)配置方法研究。本文研究了AUToSAR3x和部分AUTOSAR40標(biāo)準(zhǔn)，并綜合比較了其與汽車電子行業(yè)現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢和不足，在此基礎(chǔ)上總結(jié)問題并提出了系統(tǒng)模型、配置流程和具體實(shí)施算法方面系統(tǒng)性的自主改進(jìn)意見。2)SmartSAR Studio和系統(tǒng)配置工具SmartSAR SYSC架構(gòu)設(shè)計(jì)。本研

27、究深入實(shí)踐領(lǐng)域驅(qū)動開發(fā)方法，與眾多一線廠商的工程師和專家共同分析實(shí)際需求，建立了統(tǒng)一模型語言和獨(dú)立的領(lǐng)域抽象層次，并以此為核心完成整個軟件系統(tǒng)的搭建和拓展，降低了系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜性并積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。3)五大應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了Smart SYSC建模環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)化模塊、網(wǎng)絡(luò)通信自動生成模塊、信息抽取模塊和通信矩陣分析模塊。其中Smart SYSC建模環(huán)境是針對AUTOSAR模型進(jìn)行改進(jìn)和整合形成的硬件拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)通信集成開發(fā)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)化模塊完成自動化的原有系統(tǒng)轉(zhuǎn)化集成，實(shí)現(xiàn)CANLINSmart SYSCAUTOSAR多種模型的轉(zhuǎn)化流程。網(wǎng)絡(luò)通信自動生成模塊根據(jù)系統(tǒng)組件和映射信息完成各層網(wǎng)絡(luò)通信模型的建立，加速了開發(fā)流程；信息抽取模塊完成高效的針對單個電控單元的系統(tǒng)信息抽取，相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明了其性能的穩(wěn)定性；通信矩陣分析模塊生成以信號為索引的系統(tǒng)通信視圖并幫助用戶分析和檢查系統(tǒng)。當(dāng)前版本仍有幾個需要完善的問題。主要是以下幾個方面：1)模型庫的建立和管理。系統(tǒng)配置建模過程中使用到的硬件元素和網(wǎng)絡(luò)通信格式可能在其他系統(tǒng)中被重復(fù)利用，建立高效可靠的統(tǒng)一模型庫將方便這一復(fù)用方式