Hiểu về autosar và kiến ​​trúc của nó

AUTOSAR (Kiến trúc Hệ thống Mở Ô tô) có thể được định nghĩa là một nền tảng chung cho toàn ngành ô tô được thiết kế để nâng cao phạm vi ứng dụng cho chức năng của xe mà không ảnh hưởng đến mô hình hoạt động hiện tại. AUTOSAR về cơ bản là một kiến ​​trúc phần mềm mở và tiêu chuẩn được cùng phát triển bởi các nhà sản xuất ô tô, nhà cung cấp và nhà phát triển công cụ. Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu AUTOSAR là gì và về các lớp khác nhau trong kiến ​​trúc của nó.

Phương châm chính của AUTOSAR là “Hợp tác trên tiêu chuẩn, cạnh tranh khi thực hiện”. Kiến trúc độc đáo này được phát triển để thiết lập và duy trì một tiêu chuẩn chung giữa các nhà sản xuất, nhà cung cấp phần mềm và nhà phát triển công cụ để kết quả của quá trình có thể được cung cấp mà không cần bất kỳ thay đổi nào.

AUTOSAR - Tất cả đã bắt đầu như thế nào?

Năm 2003, đối tác AUTOSAR được thành lập như một liên minh của các nhà sản xuất OEM (Nhà sản xuất thiết bị gốc), nhà cung cấp ô tô Lốp 1, nhà sản xuất chất bán dẫn, nhà cung cấp phần mềm, nhà cung cấp công cụ và những người khác. Họ đã thiết lập AUTOSAR như một tiêu chuẩn công nghiệp mở cho kiến trúc phần mềm ô tô bằng cách xem xét các kiến ​​trúc E / E ô tô khác nhau đã có mặt và mối ràng buộc đó và sẽ được hình thành trong tương lai.

Các 10 đối tác cốt lõi của AUTOSAR là BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation, và Volkswagen.

Tầm quan trọng của AUTOSAR

Cơ sở hạ tầng của AUTOSAR không đơn giản, nhưng tại sao cần phải đưa cơ sở hạ tầng phức tạp như vậy vào ngành công nghiệp ô tô? Mặt đầu tiên Tại sao chúng ta cần AUTOSAR?

Khi nhu cầu về phương tiện thông minh hơn, an toàn hơn và thông minh hơn, cạnh tranh trong ngành công nghiệp ô tô cũng sẽ tăng lên. Tất cả chức năng thông minh và phương tiện này không thể được thực hiện bởi một cơ quan duy nhất.

Ví dụ, một chiếc ô tô có túi khí, hệ thống GPS, tích hợp Thông minh, v.v. Tất cả những tính năng này được triển khai trên các ECU (Bộ điều khiển điện tử) khác nhau của các ngành ô tô khác nhau, vì vậy tất cả các đơn vị ô tô khác nhau sẽ có thể hoạt động cùng nhau có được ổ cắm mong muốn.

Điều này cũng giúp ích cho quá trình phát triển phần mềm, bởi vì cho đến thời điểm gần đây, phần mềm được phát triển cho ngành công nghiệp ô tô chỉ tập trung vào việc cung cấp chức năng của hệ thống và họ chưa bao giờ quan tâm đến những tác động mà nó có thể cung cấp cho hệ thống. Nó trở nên phức tạp hơn do có nhiều chức năng trên nhiều ECU trên các mạng xe khác nhau. Nó trở thành một vấn đề nghiêm trọng hơn với sự gia tăng của các thủ tục phát triển phi tiêu chuẩn. Do đó, họ đã phát triển AUTOSAR.

Các lớp khác nhau của kiến ​​trúc AUTOSAR

Nếu bạn nhìn vào hình ảnh trên, bạn có thể xác định rằng kiến ​​trúc của AUTOSAR được làm từ ba lớp chính là

• Lớp ứng dụng
• Môi trường thời gian chạy (RTE)
• Phần mềm cơ bản (BSW)

Mỗi lớp này có mục đích riêng và có một hoạt động cụ thể để thực hiện

Lớp ứng dụng

Lớp ứng dụng AUTOSAR bao gồm các ứng dụng khác nhau và các thành phần phần mềm cụ thể được thiết kế để thực hiện một tác vụ cụ thể theo hướng dẫn đã cho. Lớp ứng dụng là lớp trên cùng của Kiến trúc phần mềm của AUTOSAR, đó là lý do tại sao nó rất quan trọng đối với tất cả các ứng dụng trên xe. Lớp ứng dụng bao gồm ba thành phần quan trọng nhất cần được xem xét. Chúng là các thành phần phần mềm ứng dụng, các cổng của các thành phần này và các giao diện cổng.

Các thành phần phần mềm đảm bảo chức năng của hệ thống con, liên quan đến các hoạt động và phần tử dữ liệu mà phần mềm yêu cầu và các tài nguyên cần thiết của các thành phần. Và nguồn của ứng dụng độc lập với vị trí của các thành phần tương tác, loại ECU mà thành phần được ánh xạ trên đó và số lần thành phần được khởi tạo trong một hệ thống.

Lớp môi trường thời gian chạy (RTE)

Lớp môi trường thời gian chạy tạo ra một môi trường thích hợp cho hoạt động của các thành phần phần mềm (SWC). SWC luôn phụ thuộc vào giao diện do RTE cung cấp.

Nó có thể được coi là trung tâm giao tiếp giữa các ECU trong hệ thống mạng. Nó giúp các thành phần phần mềm hoạt động độc lập với các cơ chế và kênh truyền thông. RTE đang thực hiện điều này bằng cách ánh xạ các mối quan hệ giao tiếp giữa các thành phần được thực hiện trong các mẫu khác nhau, tới một cơ chế giao tiếp nội bộ cụ thể như cuộc gọi hoặc cơ chế giao tiếp giữa các ECU như thông báo COM.

RTE có trách nhiệm quản lý vòng đời của SWC, Nó phải khởi động và tắt các chức năng dựa trên nhu cầu. Nó cũng hoạt động như một lớp ngăn cách giữa Phần mềm Ứng dụng (ASW) và Phần mềm Cơ sở (BSW) , nơi Phần mềm Cơ sở có quyền gọi trực tiếp bất kỳ hàm API hoặc các mô-đun khác, nhưng Phần mềm Ứng dụng chỉ có thể giao tiếp thông qua các cổng.

RTE được tạo trong hai giai đoạn

• Giai đoạn Hợp đồng: Giai đoạn này độc lập với ECU và nó cung cấp hợp đồng giữa phần mềm ứng dụng và RTE, nghĩa là API của các thành phần ASW có thể được mã hóa dựa trên.

Nó đã dẫn đến một tiêu đề được chỉ định thành phần ASW mà chúng ta có thể đưa vào mã nguồn. Tệp tiêu đề bao gồm tất cả các hàm API RTE có thể được sử dụng trong ASW và các kiểu dữ liệu và cấu trúc cần thiết mà các thành phần ASW cần được khai báo trong tệp Tiêu đề.

• Giai đoạn tạo: Giai đoạn này sẽ tập trung vào việc tạo mã cụ thể cho một ECU nhất định. Với các thành phần ASW và Tệp tiêu đề được tạo trong giai đoạn hợp đồng và tất cả mã BSW cần thiết, mã được tạo có thể được biên dịch thành tệp thực thi cho ECU.

Phần mềm cơ bản (BSW)

Lớp Phần mềm Cơ bản có thể được định nghĩa là phần mềm được tiêu chuẩn hóa có thể cung cấp dịch vụ cho các thành phần phần mềm AUTOSAR và nó cũng được sử dụng để chạy phần chức năng của phần mềm. Phần mềm Cơ bản bao gồm các thành phần được tiêu chuẩn hóa và ECU chỉ định.

Lớp Phần mềm cơ bản được chia thành 4 phần chính là Lớp dịch vụ, Lớp trừu tượng ECU, Lớp trừu tượng vi điều khiển và Trình điều khiển phức tạp.

I. Lớp dịch vụ

Đây là lớp trên cùng của lớp phần mềm cơ bản, Nó cung cấp các mô-đun phần mềm cơ bản cho phần mềm ứng dụng và nó độc lập với bộ điều khiển vi mô và phần cứng ECU.

Lớp dịch vụ cung cấp các chức năng như

• Dịch vụ bộ nhớ (Quản lý NVRAM)
• Dịch vụ chẩn đoán (Bao gồm cả UDS giao tiếp và bộ nhớ lỗi)
• Truyền thông và quản lý mạng phương tiện
• Quản lý nhà nước ECU
• Hệ điều hành (OS)

Việc lắp lớp này chuyên dùng cho bộ điều khiển vi mô (MCU), Các bộ phận của phần cứng ECU và các ứng dụng của chúng.

II. Lớp trừu tượng ECU

Lớp này hoạt động như một giao diện của lớp trừu tượng bộ điều khiển vi mô, lớp này cũng chứa một số trình điều khiển của các thiết bị bên ngoài. Nó có quyền truy cập vào các thiết bị ngoại vi và các thiết bị bất kể chúng được đặt ở đâu bên trong hay bên ngoài bộ điều khiển vi mô. Nó cũng cung cấp API để giao tiếp với bộ điều khiển vi mô.

III. Lớp trừu tượng vi điều khiển (MCAL)

Lớp vi điều khiển là đường truy cập để giao tiếp với phần cứng. Lớp này được đóng khung để tránh truy cập trực tiếp vào các thanh ghi bộ điều khiển vi mô. Các vi điều khiển Abstraction Layer (Mcal) là một lớp phần cứng được thiết kế để đảm bảo các giao diện tiêu chuẩn để các thành phần của phần mềm cơ bản. Nó cung cấp các giá trị độc lập của bộ điều khiển vi mô cho các thành phần của phần mềm cơ bản và cũng quản lý các thiết bị ngoại vi của bộ điều khiển vi mô.

MCAL được cung cấp một cơ chế thông báo để nó có thể hỗ trợ việc phân phối các lệnh, phản hồi và thông tin cho các quá trình khác nhau. Ngoài ra, MCAL có thể bao gồm một số chức năng và thiết bị như I / O kỹ thuật số (DIO), Analog / Digital Converter (ADC), Pulse Width (De) Modulator (PWM, PWD), EEPROM (EEP), Flash (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), Serial Peri Foreign Interface (SPI), I2C Bus.

IV. Trình điều khiển thiết bị phức tạp (CDD)

Lớp này có yêu cầu về thời gian và chức năng đặc biệt để xử lý các cảm biến và thiết bị truyền động phức tạp. CDD được sử dụng để xử lý các chức năng phức tạp, không thể tìm thấy nó trong bất kỳ lớp nào khác và nó có khả năng truy cập trực tiếp vào bộ vi điều khiển. Các chức năng phức tạp bao gồm điều khiển phun, Kiểm soát các giá trị điện, Phát hiện tăng vị trí, v.v.

Mục tiêu của AUTOSAR

AUTOSAR được tạo ra vì những lý do nhất định giúp ích cho hiện tại và cũng sẽ hữu ích trong tương lai, một số mục tiêu được liệt kê dưới đây.

• Thực hiện và tiêu chuẩn hóa các chức năng cơ bản như một giải pháp “cốt lõi tiêu chuẩn” trong toàn ngành.
• Tích hợp các mô-đun chức năng từ các nhà cung cấp khác nhau.
• Dễ dàng duy trì quy trình trong suốt vòng đời.
• Khả năng mở rộng các phương tiện khác nhau độc lập với nền tảng.
• Kích hoạt dự phòng.
• Cân nhắc tính khả dụng và các yêu cầu an toàn.
• Dễ dàng chuyển các chức năng từ ECU này sang ECU khác trong mạng.
• Sử dụng phần cứng thương mại ngoài giá (COTS) nhiều hơn.
• Cập nhật và nâng cấp phần mềm thường xuyên trong suốt vòng đời của xe.

Lợi ích của AUTOSAR

AUTOSAR phục vụ các lợi ích khác nhau trong các giai đoạn khác nhau của vòng đời xe

OEM: Với AUROSAR, bạn có thể sử dụng lặp đi lặp lại cùng một mã phần mềm cho các OEM khác nhau. Nó linh hoạt hơn để thích ứng với các thiết kế khác nhau và cũng giảm thời gian và chi phí sản xuất.

Các nhà cung cấp: Các nhà cung cấp có thể tăng hiệu quả phát triển chức năng và tạo ra mô hình kinh doanh riêng phù hợp với họ.

Nhà cung cấp công cụ: AUTOSAR có một giao diện chung giúp nhà cung cấp công cụ chuẩn hóa quy trình phát triển của họ.

Người mới tham gia thị trường: Đối với những người mới tham gia, AUTOSAR hoạt động như một giao diện minh bạch và được xác định có thể giúp họ hiểu các tiêu chuẩn ngành và cũng để tạo ra các mô hình kinh doanh của riêng họ.

Bạn có thể mong đợi điều gì thông qua AUTOSAR?

AUTOSAR được thiết kế để phục vụ các mục đích khác nhau cho các bộ phận khác nhau của ngành công nghiệp ô tô. Vì nó rất linh hoạt và linh hoạt, bạn có thể làm nhiều việc từ nó, một số kết quả cơ bản mà AUTOSAR có thể mang lại cho bạn là khả năng sử dụng lại phần mềm trong đó cho nhiều đơn vị và phần mềm được sử dụng có thể được trao đổi bất cứ khi nào Cần thiết, AUTOSAR hoạt động như một nền tảng tiêu chuẩn cho tất cả các phần mềm của xe và nó không có ứng dụng riêng.

Nó có một hệ điều hành với các chức năng cơ bản và phần mềm giao diện và ưu điểm chính là giao diện giống nhau có thể được sử dụng trong tất cả các phần mềm cơ bản. Các chức năng của AUTOSAR được cung cấp dưới dạng các thành phần phần mềm và tất cả các thành phần liên quan đều độc lập với phần cứng.