Autosar und seine Architektur verstehen

AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) kann als gemeinsame Plattform für die gesamte Automobilindustrie definiert werden, die den Anwendungsbereich für Fahrzeugfunktionen erweitern soll, ohne das aktuelle Betriebsmodell zu beeinträchtigen. AUTOSAR ist im Grunde eine offene und standardmäßige Softwarearchitektur, die von Automobilherstellern, Zulieferern und Werkzeugentwicklern gemeinsam entwickelt wurde. In diesem Artikel erfahren Sie, was AUTOSAR ist und welche Ebenen in seiner Architektur vorhanden sind.

Das Hauptmotto von AUTOSAR lautet „Bei Standards zusammenarbeiten, bei der Umsetzung konkurrieren“. Diese einzigartige Architektur wurde entwickelt, um einen gemeinsamen Standard zwischen Herstellern, Softwarelieferanten und Werkzeugentwicklern zu etablieren und aufrechtzuerhalten , damit das Ergebnis des Prozesses ohne Änderungen geliefert werden kann.

AUTOSAR - Wie alles begann?

Im Jahr 2003 wurde die AUTOSAR-Partnerschaft als Allianz von OEM-Herstellern (Original Equipment Manufacturer), Reifen-1-Automobilzulieferern, Halbleiterherstellern, Softwarelieferanten, Werkzeuglieferanten und anderen gegründet. Sie etablierten AUTOSAR als offenen Industriestandard für die Automobil-Softwarearchitektur, indem sie die verschiedenen vorhandenen Automobil-E / E-Architekturen berücksichtigten, die miteinander verbunden waren und in Zukunft entstehen würden.

Die 10 Kernpartner von AUTOSAR sind die BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, die Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, die Toyota Motor Corporation und Volkswagen.

Bedeutung von AUTOSAR

Die Infrastruktur von AUTOSAR ist nicht einfach, aber warum muss die Automobilindustrie eine derart komplexe Infrastruktur einführen? Einerseits Warum brauchen wir AUTOSAR?

Mit zunehmender Nachfrage nach intelligenten, sichereren und intelligenteren Fahrzeugen wird auch der Wettbewerb in der Automobilindustrie zunehmen. All diese Informationen und Fahrzeugfunktionen können nicht von einer einzigen Behörde implementiert werden.

Zum Beispiel verfügt ein Auto über Airbags, ein GPS-System, eine intelligente Integration usw. Alle diese Funktionen werden von verschiedenen Automobilindustrien auf den verschiedenen Steuergeräten (elektronischen Steuergeräten) implementiert, sodass alle verschiedenen Automobileinheiten Hand in Hand arbeiten können sollten Holen Sie sich die gewünschte Steckdose.

Dies hilft auch beim Softwareentwicklungsprozess, da sich die für die Automobilindustrie entwickelte Software bis vor kurzem nur auf die Bereitstellung der Funktionalität des Systems konzentrierte und sich nie darum kümmerte, welche Auswirkungen es auf das System haben kann. Es wurde komplizierter aufgrund vieler Funktionen über verschiedene Steuergeräte in verschiedenen Fahrzeugnetzen. Es wurde ein kritischeres Problem mit der Zunahme von nicht standardmäßigen Entwicklungsverfahren. Daher haben sie den AUTOSAR entwickelt.

Verschiedene Schichten der AUTOSAR-Architektur

Wenn Sie sich das obige Bild ansehen, können Sie feststellen, dass die Architektur des AUTOSAR aus drei Hauptschichten besteht

• Anwendungsschicht
• Laufzeitumgebung (RTE)
• Basissoftware (BSW)

Jede dieser Schichten hat ihren eigenen Zweck und muss eine bestimmte Operation ausführen

Anwendungsschicht

Die AUTOSAR-Anwendungsschicht besteht aus verschiedenen Anwendungen und bestimmten Softwarekomponenten, die für die Ausführung einer bestimmten Aufgabe gemäß den angegebenen Anweisungen ausgelegt sind. Die Anwendungsschicht ist die oberste Schicht der AUTOSAR-Softwarearchitektur, weshalb sie für alle Fahrzeuganwendungen von entscheidender Bedeutung ist. Die Anwendungsschicht umfasst drei der wichtigsten Komponenten, die berücksichtigt werden sollten. Sie sind Anwendungssoftwarekomponenten, Ports dieser Komponenten und Portschnittstellen.

Die Softwarekomponenten stellen die Funktionalität des Subsystems sicher, das die von der Software benötigten Operationen und Datenelemente sowie die von den Komponenten benötigten Ressourcen umfasst. Die Quelle der Anwendung ist unabhängig vom Standort der interaktiven Komponenten, der Art der Steuergeräte, auf die die Komponente abgebildet ist, und der Häufigkeit, mit der die Komponente in einem System instanziiert wird.

RTE-Schicht (Runtime Environment)

Die Laufzeitumgebungsschicht erstellt eine geeignete Umgebung für den Betrieb der Softwarekomponenten (SWCs). Die SWC ist immer abhängig von der von der RTE bereitgestellten Schnittstelle.

Es kann als Kommunikationszentrum zwischen den Steuergeräten innerhalb des Netzwerks betrachtet werden. Es hilft den Softwarekomponenten, unabhängig von den Kommunikationsmechanismen und -kanälen zu arbeiten. Die RTE macht dies möglich, indem sie die Kommunikationsbeziehungen zwischen Komponenten, die in den verschiedenen Vorlagen implementiert sind, einem bestimmten Intra-Kommunikationsmechanismus wie Call oder einem Inter-ECU-Kommunikationsmechanismus wie einer COM-Nachricht zuordnet.

RTE ist für die Verwaltung des Lebenszyklus der SWC verantwortlich. Es sollte die Funktionen je nach Bedarf starten und herunterfahren. Es fungiert auch als Trennschicht zwischen der Anwendungssoftware (ASW) und der Basissoftware (BSW), wobei die Basissoftware die Berechtigung hatte, eine API-Funktion oder andere Module direkt aufzurufen, die Anwendungssoftware jedoch nur über Ports kommunizieren kann.

Die RTE wird in zwei Phasen erzeugt

• Vertragsphase: Diese Phase ist unabhängig von der ECU und stellt den Vertrag zwischen der Anwendungssoftware und der RTE bereit, dh die API der ASW-Komponenten kann codiert werden.

Dies hat zu einem von der ASW-Komponente angegebenen Header geführt, den wir in den Quellcode aufnehmen können. Die Header-Datei besteht aus allen RTE-API-Funktionen, die in der ASW verwendet werden können, und die erforderlichen Datentypen und Strukturen, die von den ASW-Komponenten benötigt werden, sind in der Header-Datei deklariert.

• Generierungsphase: Diese Phase konzentriert sich auf die Generierung des konkreten Codes für ein bestimmtes Steuergerät. Mit den in der Vertragsphase erstellten ASW-Komponenten und Header-Dateien und dem gesamten erforderlichen BSW-Code kann der generierte Code zu einer ausführbaren Datei für das Steuergerät kompiliert werden.

Basissoftware (BSW)

Die Basis-Softwareschicht kann als standardisierte Software definiert werden, die Dienste für die AUTOSAR-Softwarekomponenten bereitstellen kann, und sie wird auch zum Ausführen des funktionalen Teils der Software verwendet. Die Basic-Software enthält die standardisierten und ECU-spezifizierten Komponenten.

Die Basissoftwareschicht ist weiter in 4 Hauptteile unterteilt, nämlich die Serviceschicht, die ECU-Abstraktionsschicht, die Mikrocontroller-Abstraktionsschicht und die komplexen Treiber.

I. Serviceschicht

Es ist die oberste Schicht der grundlegenden Softwareschicht. Es stellt die grundlegenden Softwaremodule für die Anwendungssoftware bereit und ist unabhängig von der Mikrocontroller- und ECU- Hardware.

Die Serviceschicht bietet Funktionen wie

• Speicherdienste (NVRAM-Verwaltung)
• Diagnosedienste (einschließlich UDS Kommunikations- und Fehlerspeicher)
• Fahrzeugnetzwerkkommunikation und -verwaltung
• ECU-Zustandsverwaltung
• Betriebssystem (OS)

Die Montage dieser Schicht ist auf Mikrocontroller (MCU), Teile der ECU-Hardware und deren Anwendungen spezialisiert.

II. ECU-Abstraktionsschicht

Diese Schicht fungiert als Schnittstelle der Mikrocontroller-Abstraktionsschicht, die auch einige Treiber externer Geräte enthält. Es hat Zugriff auf die Peripheriegeräte und Geräte, unabhängig davon, wo sie sich innerhalb oder außerhalb des Mikrocontrollers befinden. Es bietet auch die API für die Schnittstelle mit dem Mikrocontroller.

III. Mikrocontroller-Abstraktionsschicht (MCAL)

Die Mikrocontroller-Schicht ist der Zugriffsweg für die Kommunikation mit der Hardware. Diese Schicht wurde eingerahmt, um einen direkten Zugriff auf Mikrocontroller-Register zu vermeiden. Die Mikrocontroller-Abstraktionsschicht (MCAL) ist eine Hardwareschicht, die die Standardschnittstelle zu den Komponenten der Basissoftware sicherstellen soll. Es bietet unabhängige Werte für Mikrocontroller für die Komponenten der Basissoftware und verwaltet auch die Peripheriegeräte für Mikrocontroller.

Die MCAL ist mit einem Benachrichtigungsmechanismus ausgestattet, der die Verteilung von Befehlen, Antworten und Informationen an verschiedene Prozesse unterstützt. Abgesehen davon kann die MCAL einige der Funktionen und Geräte wie digitale E / A (DIO), Analog / Digital-Wandler (ADC), Pulsweitenmodulator (PWM, PWD), EEPROM (EEP), Flash (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog-Timer (WDT), serielle Peripherieschnittstelle (SPI), I2C-Bus.

IV. Komplexer Gerätetreiber (CDD)

Diese Schicht hat spezielle zeitliche und funktionale Anforderungen für den Umgang mit komplexen Sensoren und Aktoren. Die CDD wird für die Handhabung komplexer Funktionen verwendet, ist in keiner anderen Schicht zu finden und kann direkt auf den Mikrocontroller zugreifen. Die komplexen Funktionen umfassen Einspritzsteuerung, Steuerung elektrischer Werte, Positionserhöhungserkennung usw.

Ziele von AUTOSAR

AUTOSAR wurde aus bestimmten Gründen erstellt, die für die Gegenwart hilfreich sind und auch in Zukunft hilfreich sein werden. Einige der Ziele sind nachstehend aufgeführt.

• Implementierung und Standardisierung von Grundfunktionen als branchenweite „Standard Core“ -Lösung.
• Integration von Funktionsmodulen verschiedener Anbieter.
• Einfache Wartung des Prozesses während des gesamten Lebenszyklus.
• Die Fähigkeit, verschiedene Fahrzeuge unabhängig von der Plattform zu skalieren.
• Redundanzaktivierung.
• Berücksichtigung von Verfügbarkeits- und Sicherheitsanforderungen.
• Einfache Übertragung von Funktionen von einem Steuergerät auf ein anderes Steuergerät innerhalb des Netzwerks.
• Verwendung kommerzieller Standardhardware (COTS) mehr.
• Regelmäßige Software-Updates und -Upgrades während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs.

Vorteile von AUTOSAR

AUTOSAR bietet verschiedene Vorteile in verschiedenen Phasen des Fahrzeuglebenszyklus

OEMs: Mit AUROSAR können Sie immer wieder denselben Software-Code für verschiedene OEMs verwenden. Es ist flexibler an unterschiedliche Designs anzupassen und reduziert auch die Zeit und die Kosten der Produktion.

Lieferanten: Lieferanten können ihre Effizienz bei der Funktionsentwicklung steigern und ein eigenes Geschäftsmodell erstellen, das für sie geeignet ist.

Tool-Anbieter: AUTOSAR verfügt über eine gemeinsame Oberfläche, über die der Tool-Anbieter seinen Entwicklungsprozess standardisieren kann.

Neuer Marktteilnehmer: Für die neuen Marktteilnehmer fungiert AUTOSAR als transparente und definierte Schnittstelle, die ihnen hilft, die Industriestandards zu verstehen und ihre eigenen Geschäftsmodelle zu erstellen.

Was können Sie von AUTOSAR erwarten?

AUTOSAR wurde für verschiedene Zwecke in verschiedenen Abteilungen der Automobilindustrie entwickelt. Da es vielseitig und flexibel ist, können Sie abgesehen davon viele Dinge tun. Einige der grundlegenden Ergebnisse, die AUTOSAR Ihnen bieten kann, sind die Möglichkeit, die darin enthaltene Software für mehrere Einheiten wiederzuverwenden, und die verwendete Software kann jederzeit ausgetauscht werden AUTOSAR fungiert als Standardplattform für alle Fahrzeugsoftware und hat keine eigene Anwendung.

Es verfügt über ein Betriebssystem mit Grundfunktionen und Schnittstellensoftware. Der Hauptvorteil besteht darin, dass in allen Grundsoftware dieselbe Schnittstelle verwendet werden kann. Die Funktionen von AUTOSAR werden als Softwarekomponenten geliefert und alle beteiligten Komponenten sind hardwareunabhängig.