Capire autosar e la sua architettura

AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) può essere definita come una piattaforma comune per l'intera industria automobilistica progettata per migliorare l'ambito di applicazione della funzionalità del veicolo senza influire sul modello operativo corrente. AUTOSAR è fondamentalmente un'architettura software aperta e standard che è stata sviluppata congiuntamente da produttori di automobili, fornitori e sviluppatori di strumenti. In questo articolo impareremo cos'è AUTOSAR e sui diversi livelli nella sua architettura.

Il motto principale di AUTOSAR è "Cooperare sugli standard, competere sull'attuazione". Questa architettura unica è stata sviluppata al fine di stabilire e mantenere uno standard comune tra i produttori, i fornitori di software e gli sviluppatori di strumenti in modo che il risultato del processo possa essere consegnato senza la necessità di alcuna alterazione.

AUTOSAR - Come è iniziato tutto?

Nel 2003, la partnership AUTOSAR è stata costituita come un'alleanza di produttori OEM (Original Equipment Manufacturer), fornitori automobilistici Tyre 1, produttori di semiconduttori, fornitori di software, fornitori di strumenti e altri. Hanno stabilito AUTOSAR come uno standard industriale aperto per l'architettura software automobilistica considerando la diversa architettura E / E automobilistica che era presente e che si lega e si formerà in futuro.

I 10 partner principali di AUTOSAR sono BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation e Volkswagen.

Importanza di AUTOSAR

L'infrastruttura di AUTOSAR non è semplice, ma perché è necessario introdurre un'infrastruttura così complessa nell'industria automobilistica? In primo luogo Perché abbiamo bisogno di AUTOSAR?

Poiché la domanda per il veicolo intelligente, più sicuro e più intelligente aumenta , aumenterà anche la concorrenza nell'industria automobilistica. Tutta questa intelligenza e funzionalità del veicolo non possono essere implementate da una singola autorità.

Ad esempio, un'auto ha airbag, sistema GPS, integrazione intelligente, ecc. Tutte queste caratteristiche sono implementate sulle diverse ECU (unità di controllo elettroniche) da diverse industrie automobilistiche, quindi tutte le diverse unità automobilistiche dovrebbero essere in grado di lavorare mano nella mano per ottenere la presa desiderata.

Questo aiuta anche nel processo di sviluppo del software, perché fino a tempi recenti il software sviluppato per le industrie automobilistiche era focalizzato solo sulla fornitura della funzionalità del sistema e non si sono mai preoccupati degli effetti che può fornire al sistema. È diventato più complicato a causa di molte funzionalità su varie ECU su diverse reti di veicoli. È diventato un problema più critico con l'aumento delle procedure di sviluppo non standard. Quindi, hanno sviluppato l'AUTOSAR.

Diversi livelli di architettura AUTOSAR

Se guardi nell'immagine sopra puoi identificare che l'architettura dell'AUTOSAR è composta da tre strati principali che sono

Livello applicazione
Runtime Environment (RTE)
Software di base (BSW)

Ciascuno di questi livelli ha il proprio scopo e ha un'operazione specifica da eseguire

Livello applicazione

Il livello dell'applicazione AUTOSAR è costituito da varie applicazioni e componenti software specifici progettati per eseguire un'attività specifica secondo le istruzioni fornite. Il livello dell'applicazione è il livello più alto dell'architettura software di AUTOSAR, ecco perché è fondamentale per tutte le applicazioni del veicolo. Il livello dell'applicazione comprende tre dei componenti più importanti che dovrebbero essere presi in considerazione. Sono componenti del software applicativo, porte di questi componenti e interfacce delle porte.

I componenti software assicurano la funzionalità del sottosistema, che coinvolge le operazioni e gli elementi di dati richiesti dal software e le risorse necessarie ai componenti. E l'origine dell'applicazione è indipendente dalla posizione dei componenti interattivi, dal tipo di ECU su cui è mappato il componente e dal numero di volte in cui il componente viene istanziato in un sistema.

Livello Runtime Environment (RTE)

Il livello dell'ambiente di runtime crea un ambiente adatto per il funzionamento dei componenti software (SWC). L'SWC dipende sempre dall'interfaccia fornita dall'RTE.

Può essere considerato come il centro di comunicazione tra le ECU che si trovano all'interno della rete. Aiuta i componenti software a funzionare indipendentemente dai meccanismi e dai canali di comunicazione. L'RTE lo rende possibile mappando le relazioni di comunicazione tra i componenti implementati nei diversi modelli, a un meccanismo di comunicazione Intra specifico come la chiamata o un meccanismo di comunicazione tra ECU come un messaggio COM.

RTE ha la responsabilità di gestire il ciclo di vita del SWC, dovrebbe avviare e spegnere le funzioni in base alle esigenze. Agisce anche come livello di separazione tra il software applicativo (ASW) e il software di base (BSW) in cui il software di base aveva il permesso di chiamare direttamente qualsiasi funzione API o altri moduli, ma il software applicativo può comunicare solo attraverso le porte.

L'RTE viene generato in due fasi

Fase del contratto: questa fase è indipendente dall'ECU e prevede il contratto tra il software applicativo e l'RTE, ovvero l'API dei componenti ASW può essere codificata.

Ha prodotto un'intestazione specificata dal componente ASW che possiamo includere nel codice sorgente. Il file di intestazione è costituito da tutte le funzioni API RTE che possono essere utilizzate nell'ASW e anche i tipi di dati e le strutture necessari per i componenti ASW sono dichiarati nel file di intestazione.

Fase di generazione: questa fase si concentrerà sulla generazione del codice concreto per una data ECU. Con i componenti ASW e gli Header Files creati in fase contrattuale e tutto il codice BSW necessario, il codice generato può essere compilato in un file eseguibile per la ECU.

Software di base (BSW)

Il livello Software di base può essere definito come il software standardizzato in grado di fornire servizi ai componenti software AUTOSAR e viene utilizzato anche per eseguire la parte funzionale del software. Il software di base include i componenti standardizzati e specificati dall'ECU.

Il livello del software di base è ulteriormente suddiviso in 4 parti principali, ovvero il livello dei servizi, il livello di astrazione dell'ECU, il livello di astrazione del microcontrollore e i driver complessi.

I. Livello di servizio

È il livello più alto del livello software di base, fornisce i moduli software di base al software applicativo ed è indipendente dal microcontrollore e dall'hardware dell'ECU.

Il livello di servizio fornisce funzioni come

Servizi di memoria (gestione NVRAM)
Servizi diagnostici (compreso UDS comunicazione e memoria errori)
Comunicazione e gestione della rete del veicolo
Gestione dello stato dell'ECU
Sistema operativo (OS)

Il montaggio di questo strato è specializzato per microcontrollore (MCU), parti dell'hardware dell'ECU e le loro applicazioni.

II. Strato di astrazione ECU

Questo livello funge da interfaccia del livello di astrazione del microcontrollore che contiene anche alcuni driver di dispositivi esterni. Ha accesso alle periferiche e ai dispositivi indipendentemente da dove si trovano, all'interno o all'esterno del microcontrollore. Offre anche l'API per interfacciarsi con il microcontrollore.

III. Livello di astrazione del microcontrollore (MCAL)

Il livello del microcontrollore è la via di accesso per comunicare con l'hardware. Questo strato è stato incorniciato per evitare l'accesso diretto ai registri del microcontrollore. Il microcontrollore Abstraction Layer (MCAL) è un livello hardware progettato per garantire l'interfaccia standard ai componenti del software di base. Fornisce valori indipendenti dal microcontrollore per i componenti del software di base e gestisce anche le periferiche del microcontrollore.

MCAL è dotato di un meccanismo di notifica in modo che possa supportare la distribuzione di comandi, risposte e informazioni a processi diversi. Oltre a questo, MCAL può includere alcune delle funzioni e dei dispositivi come Digital I / O (DIO), convertitore analogico / digitale (ADC), modulatore di larghezza di impulso (PWM, PWD), EEPROM (EEP), Flash (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), Serial Peripheral Interface (SPI), I2C Bus.

IV. Complex Device Driver (CDD)

Questo strato ha requisiti funzionali e temporali speciali per gestire sensori e attuatori complessi. Il CDD viene utilizzato per gestire funzioni complesse, non può essere trovato in nessun altro strato e ha la capacità di accedere direttamente al microcontrollore. Le funzioni complesse includono il controllo dell'iniezione, il controllo dei valori elettrici, il rilevamento dell'aumento di posizione, ecc.

Obiettivi di AUTOSAR

AUTOSAR è stato creato per alcuni motivi che sono utili per il presente e che lo saranno anche in futuro, alcuni degli obiettivi sono elencati di seguito.

Implementazione e standardizzazione delle funzioni di base come soluzione "standard core" a livello di settore.
Integrazioni di moduli funzionali di diversi fornitori.
Facile mantenere il processo per tutto il ciclo di vita.
La capacità di scalare diversi veicoli indipendentemente dalla piattaforma.
Attivazione della ridondanza.
Considerazione della disponibilità e dei requisiti di sicurezza.
Facile trasferimento di funzioni da una ECU a un'altra ECU all'interno della rete.
Utilizzare di più l'hardware commerciale off the shelf (COTS).
Aggiornamenti e aggiornamenti software regolari per tutta la durata del veicolo.

Vantaggi di AUTOSAR

AUTOSAR offre diversi vantaggi in diverse fasi del ciclo di vita del veicolo

OEM: con AUROSAR è possibile utilizzare lo stesso codice software ancora e ancora per diversi OEM. È più flessibile adattarsi a diversi design e riduce anche i tempi e i costi di produzione.

Fornitori: i fornitori possono aumentare la loro efficienza di sviluppo funzionale e creare il proprio modello di business adatto a loro.

Fornitore di strumenti: AUTOSAR ha un'interfaccia comune che aiuta il fornitore di strumenti a standardizzare il proprio processo di sviluppo.

New Market Entrant: Per i nuovi entranti AUTOSAR funge da interfaccia trasparente e definita che può aiutarli a comprendere gli standard del settore e anche a creare i propri modelli di business.

Cosa puoi aspettarti da AUTOSAR?

AUTOSAR è progettato per servire a vari scopi per vari reparti dell'industria automobilistica. Poiché è versatile e flessibile, puoi fare molte cose a parte questo, alcuni dei risultati di base che l'AUTOSAR può darti sono la possibilità di riutilizzare il software al suo interno per più unità e il software utilizzato può essere scambiato ogni volta che lo è necessario, AUTOSAR funge da piattaforma standard per tutti i software del veicolo e non ha alcuna applicazione propria.

Ha un sistema operativo con funzioni di base e software di interfaccia e il vantaggio principale è che la stessa interfaccia può essere utilizzata in tutti i software di base. Le funzionalità di AUTOSAR sono fornite come componenti software e tutti i componenti coinvolti sono indipendenti dall'hardware.