- AUTOSAR - Com va començar tot?
- Importància d'AUTOSAR
- Diferents capes d'Arquitectura AUTOSAR
- Objectius d'AUTOSAR
- Avantatges d’AUTOSAR
- Què podeu esperar a través d’AUTOSAR?
AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) es pot definir com una plataforma comuna per a tota la indústria de l’automòbil dissenyada per millorar l’àmbit d’aplicació de la funcionalitat del vehicle sense afectar el model operatiu actual. AUTOSAR és bàsicament una arquitectura de programari oberta i estàndard que va ser desenvolupada conjuntament per fabricants, proveïdors i desenvolupadors d'eines d'automòbils. En aquest article aprendrem què és AUTOSAR i sobre les diferents capes de la seva arquitectura.
El lema principal d'AUTOSAR és "Cooperar en els estàndards, competir en la implementació". Aquesta arquitectura única es va desenvolupar per tal d’establir i mantenir un estàndard comú entre els fabricants, proveïdors de programari i desenvolupadors d’eines, de manera que el resultat del procés es pugui lliurar sense necessitat d’alteracions.
AUTOSAR - Com va començar tot?
El 2003, es va formar l'associació AUTOSAR com una aliança de fabricants OEM (fabricants d'equips originals), proveïdors d'automòbils Tire 1, fabricants de semiconductors, proveïdors de programari, proveïdors d'eines i altres. Van establir AUTOSAR com un estàndard obert de la indústria per a l'arquitectura de programari d'automoció, tenint en compte les diferents arquitectures d'automòbil E / E que hi havia i que es relacionarien i es formarien en el futur.
Els 10 socis principals d’AUTOSAR són BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation i Volkswagen.
Importància d'AUTOSAR
La infraestructura d’AUTOSAR no és senzilla, però per què cal introduir una infraestructura tan complexa a la indústria de l’automòbil? En primer lloc, per què necessitem AUTOSAR?
A mesura que augmenta la demanda de vehicles intel·ligents, més segurs i més intel·ligents, augmentarà la competència en la indústria de l’automòbil. Una sola autoritat no pot implementar tota aquesta intel·ligència i funcionalitat del vehicle.
Per exemple, un cotxe té coixins de seguretat, sistema GPS, integració intel·ligent, etc. Totes aquestes funcions s’implementen a les diferents ECU (unitats de control electrònic) per diferents indústries de l’automòbil, de manera que totes les diferents unitats de l’automòbil haurien de poder treballar de la mà per obtenir la sortida desitjada.
Això també ajuda en el procés de desenvolupament de programari, perquè fins fa poc temps el programari desenvolupat per a les indústries automotrius només estava centrat a oferir la funcionalitat del sistema i mai es van preocupar de quins són els efectes que pot proporcionar al sistema. Es va complicar a causa de moltes funcions en diverses ECU de diferents xarxes de vehicles. Es va convertir en un problema més crític amb l'augment dels procediments de desenvolupament no estàndard. Per tant, han desenvolupat l’AUTOSAR.
Diferents capes d'Arquitectura AUTOSAR
Si mireu la imatge anterior, podreu identificar que l'arquitectura d'AUTOSAR està formada per tres capes principals que són
- Capa d'aplicació
- Entorn d'execució (RTE)
- Programari bàsic (BSW)
Cadascuna d’aquestes capes té el seu propòsit i té una operació específica a realitzar
Capa d'aplicació
La capa d'aplicacions AUTOSAR consta de diverses aplicacions i components de programari específics dissenyats per realitzar una tasca específica segons les instruccions donades. La capa d'aplicació és la capa més alta de l'arquitectura de programari d'AUTOSAR, per això és fonamental per a totes les aplicacions del vehicle. La capa d’aplicació comprèn tres dels components més importants que cal tenir en compte. Són components de programari d’aplicacions, ports d’aquests components i interfícies de ports.
Els components del programari asseguren la funcionalitat del subsistema, que implica les operacions i els elements de dades que requereix el programari i els recursos que necessiten els components. I la font de l'aplicació és independent de la ubicació dels components interactius, del tipus d'ECU en què es mapeja el component i del nombre de vegades que s'instancia el component en un sistema.
Capa d'entorn d'execució (RTE)
La capa d'entorn d'execució crea un entorn adequat per al funcionament dels components de programari (SWC). El SWC sempre depèn de la interfície proporcionada per l'RTE.
Es pot considerar com el centre de comunicació entre les ECU que hi ha a la xarxa. Ajuda els components del programari a funcionar independentment dels mecanismes i canals de comunicació. El RTE ho fa possible mapejant les relacions de comunicació entre components que s’implementen a les diferents plantilles, a un mecanisme de comunicació intra específic com la trucada o mecanismes de comunicació entre ECU com un missatge COM.
RTE té la responsabilitat de gestionar el cicle de vida del SWC, ha d’iniciar i aturar les funcions en funció de les necessitats. També actua com a capa de separació entre el programari d'aplicació (ASW) i el programari base (BSW), on el programari base tenia el permís per trucar directament a qualsevol funció API o altres mòduls, però el programari d'aplicació només es pot comunicar a través de ports.
El RTE es genera en dues fases
- Fase de contracte: aquesta fase és independent de l'ECU i proporciona el contracte entre el programari de l'aplicació i l'RTE, és a dir, es pot codificar l'API dels components ASW.
Ha donat lloc a una capçalera especificada per component ASW que podem incloure al codi font. El fitxer de capçalera consta de totes les funcions de l'API RTE que es poden utilitzar a l'ASW i també es declaren al fitxer de capçalera els tipus de dades i les estructures necessàries per als components ASW.
- Fase de generació: aquesta fase se centrarà en la generació del codi concret per a una ECU determinada. Amb els components ASW i els fitxers de capçalera creats en la fase de contracte i tot el codi BSW necessari, el codi generat es pot compilar en un fitxer executable per a l'ECU.
Programari bàsic (BSW)
La capa de programari bàsic es pot definir com el programari estandarditzat que pot proporcionar serveis als components del programari AUTOSAR i també s’utilitza per executar la part funcional del programari. El programari bàsic inclou els components estandarditzats i especificats per l'ECU.
La capa de programari bàsic es divideix en 4 parts principals, és a dir, la capa de serveis, la capa d’abstracció de l’ECU, la capa d’abstracció del microcontrolador i els controladors complexos.
I. Capa de servei
És la capa superior de la capa de programari bàsic, proporciona els mòduls bàsics de programari al programari de l’aplicació i és independent del microcontrolador i del maquinari de l’ ECU.
La capa de servei proporciona funcions com ara
- Serveis de memòria (gestió NVRAM)
- Serveis de diagnòstic (incloent UDS
comunicació i memòria d'errors) - Gestió i comunicacions de xarxes de vehicles
- Gestió de l’Estat de l’ECU
- Sistema operatiu (SO)
El muntatge d'aquesta capa està especialitzat per a microcontroladors (MCU), parts del maquinari de l'ECU i les seves aplicacions.
II. Capa d'abstracció de l'ECU
Aquesta capa actua com una interfície de la capa d'abstracció del microcontrolador que també conté alguns controladors de dispositius externs. Té accés als perifèrics i als dispositius independentment d’on estiguin ubicats, tant a l’interior com a l’exterior del microcontrolador. També ofereix l'API per interactuar amb el microcontrolador.
III. Capa d'abstracció de microcontroladors (MCAL)
La capa de microcontrolador és la ruta d'accés per comunicar-se amb el maquinari. Aquesta capa es va emmarcar per evitar l'accés directe als registres de microcontroladors. El microcontrolador Abstraction Layer (MCAL) és una capa de maquinari dissenyada per garantir la interfície estàndard amb els components del programari bàsic. Proporciona valors independents del microcontrolador per als components del programari bàsic i també gestiona els perifèrics del microcontrolador.
El MCAL disposa d’un mecanisme de notificació perquè pugui donar suport a la distribució d’ordres, respostes i informació a diferents processos. A part d'això, l'MCAL pot incloure algunes de les funcions i dispositius com E / S digital (DIO), convertidor analògic / digital (ADC), modulador d'ample de pols (De) (PWM, PWD), EEPROM (EEP), Flash (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), Serial Peripheral Interface (SPI), Bus I2C.
IV. Controlador de dispositiu complex (CDD)
Aquesta capa té un temps especial i requisits funcionals per tractar amb sensors i actuadors complexos. El CDD s’utilitza per gestionar funcions complexes, no es pot trobar en cap altra capa i té la possibilitat d’accedir directament al microcontrolador. Les funcions complexes inclouen control d’injecció, control de valors elèctrics, detecció d’increment de posició, etc.
Objectius d'AUTOSAR
AUTOSAR es va crear per certs motius que són útils per al present i que seran útils en el futur. Alguns dels objectius es detallen a continuació.
- Implementació i estandardització de funcions bàsiques com a solució "core estàndard" a tota la indústria.
- Integracions de mòduls funcionals de diferents proveïdors.
- Fàcil de mantenir el procés durant tot el cicle de vida.
- La capacitat d’escalar diferents vehicles independentment de la plataforma.
- Activació de la redundància.
- Consideració dels requisits de disponibilitat i seguretat.
- Fàcil transferència de funcions d'una ECU a una altra a la xarxa.
- Utilitzant més maquinari comercial fora de la plataforma (COTS).
- Actualitzacions i actualitzacions periòdiques de programari durant tota la vida útil del vehicle.
Avantatges d’AUTOSAR
AUTOSAR ofereix diferents avantatges en diferents etapes del cicle de vida del vehicle
OEM: amb AUROSAR podeu utilitzar el mateix codi de programari una i altra vegada per a diferents OEM. És més flexible per adaptar-se a diferents dissenys i també redueix el temps i el cost de producció.
Proveïdors: els proveïdors poden augmentar la seva eficiència en el desenvolupament funcional i crear el seu propi model de negoci adequat per a ells.
Proveïdor d'eines: AUTOSAR té una interfície comuna que ajuda el proveïdor d'eines a estandarditzar el seu procés de desenvolupament.
Nou entrant al mercat: per als nous participants, AUTOSAR actua com una interfície transparent i definida que els pot ajudar a entendre els estàndards de la indústria i també a crear els seus propis models de negoci.
Què podeu esperar a través d’AUTOSAR?
AUTOSAR està dissenyat per servir diversos propòsits a diversos departaments de la indústria de l'automòbil. Com que és versàtil i flexible, podeu fer-ne moltes coses, a part d’això, alguns dels resultats bàsics que us pot donar AUTOSAR són la possibilitat de reutilitzar el programari que hi ha per a diverses unitats i el programari utilitzat es pot intercanviar sempre que sigui necessari, AUTOSAR actua com una plataforma estàndard per a tots els programes de vehicles i no té cap aplicació pròpia.
Té un sistema operatiu amb funcions bàsiques i programes d’interfície i l’avantatge principal és que es pot utilitzar la mateixa interfície en tots els programes bàsics. Les funcionalitats d’AUTOSAR s’ofereixen com a components de programari i tots els components implicats són independents del maquinari.