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AUTOSAR

1. 什么是autosar

AUTOSAR是AUTomotive Open System Architecture，翻译成中文就是汽车开放系统架构。

AUTOSAR是由全球汽车制造商、部件供应商及其他电子、半导体和软件系统公司联合建立，各成员保持开发合作伙伴关系。

AUTOSAR主要标准了3大方面：

1. 软件接口
2. 交换格式
3. 方法论

1. 为什么用autosar

1. 汽车ECU数量越来越多：由之前的单控制器，到多控制器，再到域控制器，数量倍增。
2. CPU越来越复杂：由8位，到16位，再到32/64位，多核
3. 总线数量和复杂度提升：除了有基本的CAN、MOST、LIN外，还有速度更快的FlexRay和Ethernet。

引入的问题：

这会带来什么问题？

1. 传统嵌入式不支持完整的硬件抽象
2. 软件模块化程度有限
3. 代码可重用性差，更换芯片，代码几乎要重新开始写
4. 供应商需要提供各种软件来适配OEM和车辆平台版本

1. Autosar的目标

1. 整个产品生命周期可维护，车的整个生命周期内软件可以不断更新和升级
2. 软硬件分离，开发更灵活
3. 将开发活动从实施转移到配置
4. 通过制定标准，来提高BSW软件的质量（之前你得花钱请高手实现UDS协议栈，买了AUTOSAR之后，就不需要了）
5. 竞争不在底层的实现，而是集中在功能上
6. 降低成本，通过重用提高软件质量，从而降低成本（目前还未体现）
7. 重用开发方法和工具
8. 重用基础软件（尤其是中间层，比如CAN协议栈，以太网协议栈等、网络管理、状态管理）
9. 重用性可以覆盖整个网络节点，甚至可以跨不同的OEM

1. Auto的缺点

1. AUTOSAR规范更新升级慢
2. AUTOSAR规范理解不太一致
3. AUTOSAR的软件价格高昂
4. AUTOSAR软件的重用性面临挑战
5. 初始投资

你以为买了AUTOSAR软件包就完事了？不，你可能还要买AUTOSAR工具链供应商的支持服务，培训服务，这些都是几十万级别的。前期需要做大量技术积累之后，才能比较正常的开展工作。

1. 复杂的文档标准

1. 软件架构

 

1. 1. 1. 微控制器驱动
2. GPT：General Purpose Timer Driver，通用定时器，为操作系统或者其他基础软件模块提供计时功能。GPT驱动可以提供启动和停止硬件定时器、得到定时器数值、控制时间触发的中断、控制时间触发的中断唤醒等功能。GPT通道可以设置为连续模式(CONTINUOUS)或单次模式(ONESHOT)。
3. Watchdog：看门狗驱动，除防止程序跑飞基本功能外，功能安全还使用看门狗进行程序流监控（Deadline and Program Flow Monitoring），比如监控程序执行时间、执行顺序等。
4. MCU：Microcontroller Unit Driver,芯片时钟、休眠、复位设置。
5. Core Test：芯片内核测试，提供上电或者周期检测两种方式，检测结果能触发中断。
   1. 1. 存储器驱动
6. Flash Test & Ram Test：存储器测试驱动。
7. Flash/Eep Driver：提供基本的存储器操作，如初始化，擦除，写入，读取等。
   1. 1. 通信驱动
      2. I/O驱动
8. Port：pinmux配置。
9. ADC：采样模拟信号，转成数字信号。
10. DIO：Digital Input/Output Driver，数字输入输出驱动，在AUTOSAR中，将一个单片机数字I/O引脚(Pin)定义为DIO通道(DIO Channe可把若干个DIO通道通过硬件分组成为一个DIO端口(DIO Port)，DIO端口中相邻几个DIO通道的逻辑组合则称为DIO通道组(DIO Channel Group)，在配置过程中可以设置寄存器位蔽值、位偏移量等，从而对多个数字I/O引脚同时进行读/写操作。
11. PWM：生成周期和频率可变的方波
12. ICU：Input Caputre Unit,输入捕获单元，捕获方波周期或者捕获方波电平持续时间。
13. OCU：Output Compare Unit，输出比较单元，基于定时器单元的比较模块。

1. SWC介绍

1. 1. SWC简介

SWC，全程software Components，软件组件，可以理解为软件模块，是功能模块的一个封装，比如汽车，比如汽车的电动窗的操作就可以是一个SWC。

SWC，是AUTOSAR APP层的重要组成部分，分布如下：

 

1. 1. SWC类型

SWC的分类的两种方法，一种是按结构大小来分，一种是按照SWC的用途来分。

1. 按照结构大小分：原子(Automic)SWC、组合(Composition)SWC，在Vector的达芬奇软件中新建SWC时可以选择：

 

原子SWC意思是最小的不可分割的软件模块。

组合SWC中包含原子SWC，起始就是包含和被包含的关系，组合SWC只是逻辑上的一个实现，实际不会占用任何内存。

 

1. 按照用途分

APP应用SWC(Application Swc)，即普通SWC。

传感器SWC(SensorActuator SWC)，传感器执行器SWC一类，特殊的SWC，用于处理传感器和执行器

Cailtration SWC 用于和外部设备共享调教参数

Nvblock SWC 与NVRAM或者内存进行交互时使用

I/0 Hardware Abstration 可以直接访问硬件抽象层。

Complex Device Driver SWC复杂设备驱动SWC，此SWC用于为AUTOSAR不支持或者对一些操作时序要求很高的操作，需要为外部设备开发一个复杂设备驱动程序(CDD)。

Service Proxy SWC 服务代理SWC，它充当向一个或者多个远程ECU提供内部服务的代理，他的主要用途是整个系统中分发车辆的模式信息。

用的最多的是APP swc和Complex Device Driver SWC。

1. Ports简介

1. 1. Ports概念

 

在APP层面可以分成下面这些SWC

 

这是一个典型的SWC级联的工作场景，那SWC和SWC之间需要通信，通信需要用到端口Ports。

 

AUTOSAR中定义了两种类型的端口，后面详细讲述这两种端口：

1. Sender/Receiver
2. Client/Server

还有一种分法：

1. 需求端口，Require Ports，R-Ports，有需求的端口，当要接收或要求数据或期望来自其他实体的数据时，使用此类型的端口。
2. 提供端口，Provide Ports，P-Ports，提供服务的端口,当要传输数据或SWC是向其他实体提供某些服务的提供者时，使用此类型的端口。
3. 需求/提供端口，Provide Require Ports，PR-Ports，这只在AUTOSAR4.0以后才有。
   1. 2. Sender/Receiver

1. Sender/Receiver通过RTE来传输数据（对数据一致性做了处理，比如同时访问这种问题），可以包含多种数据类型，
2. 简单数据类型（int、float）
3. 复杂数据类型（arry、record）
4. 通信方式可以是：1:n（1对多，1个模块发送，多个模块接收）或者n：1（多对1多个模块发送，1个模块接收）

代码：

//Receiver

Rte_Read_Door_DoorOpen()

 

//Sender

Rte_Write_Door_DoorOpen()

1. 1.  Client/Server

模块之前相互调用，Client调用Server，比如A SWC调用B AWC，A就具有一个客户端Client，B具有个服务端Server，如下图：

 

1. 一个SWC调用另外一个SWC，代码接口如下

Rte_Call_State_OpenDoor()

1. Runable介绍

1. 1. Runable概述

Runable，顾名思义，可运行实体，可以运行的代码，起始可以理解为C语言中的一个函数，可被运行的函数，里面放了实际功能的实现。

举个例子，车速显示在仪表：

 

计算实际车速的SWC为例，这个SWC通过旋转值极端出来的实际的车速发送的到CAN总线上，在AUTOSAR的SWC生成的代码框架如下图，Update_SpeedValue函数就是一个Runable(可以运行的实体)，运行条件在达芬奇工具中可以配置，这里是20ms为周期运行一次，除了周期触发Runable的条件外，还有其他触发Runable运行的条件。

 

1. 1. Runable运行的条件
2. 数据接收事件Data Received event：一个Ports的数据被接收到了
3. 定时事件 Timing Event：定时器溢出
4. 操作调用事件Operation Invoked Event被其他模块调用，作为Server runnable
5. 模式切换事件Mode Switch Event:，每当更改ECU模式时，都可以触发可运行状态以执行某些工作。例如ECU关机模式，如果ECU需要在关机前执行某些工作，则该事件应与将在关机前执行工作的可运行程序挂钩。
6. 数据接收错误事件Data Received Error Event：同样，不言自明，当数据接收错误时，都可以调用可运行对象以对此类事件采取措施。
7. 数据发送完成事件Data Send Completed Event:如果成功发送数据以对数据传输完成采取进一步措施，则此事件将触发可运行事件。

这些触发方式在Vector Davinci Develop工具软件中可以配置，界面如下：

1. 1. Runable类型

大致分为3种：

1. Init Runnable:ECU初始化的时候，只被调用了一次，其实说白了就是初始化函数。
2. Periodic Runnable：定时器周期触发Runable的运行，必须设置周期时间。
3. Server Runnable：用于实现Ports中的Client/Server，就是那个被调用的函数。
   1. Automic SWC、CompositionSWC、Runable、Ports关系

截止到目前，已经介绍了APP层的AutoMic SWC、和CompositionSWC 、Runable、Ports，他们都有什么关系，下图说明：