汽车开放系统架构

编辑:粮饷网互动百科 时间:2019-11-20 02:42:55
编辑 锁定
汽车开放系统架构(AUTomotive Open System Architecture)是一家致力于制定汽车电子软件标准的联盟。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。自2003年起,各伙伴公司携手合作,致力于为汽车工业开发一个开放的、标准化的软件架构。AUTOSAR这个架构有利于车辆电子系统软件的交换与更新,并为高效管理愈来愈复杂的车辆电子、软件系统提供了一个基础。此外,AUTOSAR在确保产品及服务质量的同时,提高了成本效率。
中文名
汽车开放系统架构
外文名
AUTomotive Open SystemArchitecture
英文简称
AUTOSAR
涉及领域
制定汽车电子软件标准
作    用
确保产品及服务质量,提高效率

目录

汽车开放系统架构介绍

汽车开放系统架构(AUTOSAR)首创组为控制器定义了软件架构,这种软件架构是把设备的硬件与软件分离,把功能模型软件、软件组件放在一起,彼此独立并由不同的制造商研发,再经过某些自动的配置过程组合成一个具体的项目。
硬件和软件以及不同的软件组件之间的分离是通过基础软件包(Basic Soft-ware)进行的,基础软件包是由微控制器抽象层和控制器的抽象层(ECU和微控制器硬件抽象层HAL)以及相互独立的服务层(如操作系统、通信协议和存储器管理)组成的。车辆各种行驶工况的软件组件相互之间的工作是通过一个中间层,即AUTOSAR运行时间环境进行的,它主要是控制数据的交换,有时也被称为虚拟功能总线(Virtual Function Bus)。这里的基本思想是软件组件应该被任意地分布在不同的设备上,不必考虑由其他的运行时间系统、不同的功能计算出的结果。
关于基础软件,AUTOSAR根据OSEK、HIS、ASAM和ISO以及面向工业的CAN、FlexRay和LIN,设置了基本的工况。它部分地承担了针对操作系统、硬件驱动和协议的概念和标准的定义,除了功能扩展以外,内部的接口和通信机制之间的协调由AUTOSAR负责力争完全地后向兼容。
和早期的各种首创组一样,AUTOSAR只是一种制订规程的标准化小组,但是这些规程没有实际的约束力,而是听任于自由竞争中的商业运作(合作于标准、竞争于执行)。但是因为AUTOSAR的方法是很复杂的,因此要求用原型的参考执行来证明可行性。软件和工具供应商,在AUTOSAR的框架下研发出了这种参考执行,自然他们也希望在后期从中得到竞争的优势,也试图在他们的机构中使现有的解决方案付诸到标准化的过程中去。到2006年中期,基础软件作为AUTOSAR2.0第一次实行,但规程中有部分是不完整的或临时性的,进一步的补充和使其完整性在2008年的AUTOSAR3.0中完成。
对于具体的控制器,通过自动化的软件集成,AUTOSAR团队希望在质量方面取得巨大的进步。借助于工具如Matlab/Simulink、Ascet或Tar-getLink,工作组使某些软件组件常规化和模型化,并研发代码生成器以及进行仔细的测试。另外对于真正的代码,组件供应商准备了描述性数据(SW组件描述),它给出了组件的特性,特别是接口、RAM/ROM的要求、运行时间要求等。用相同的方法,控制器制造商提供了描述数据(ECU资源描述),它精确地定义了控制器的特性,如运算功率、存储器的大小、输入和输出数目,描述所期望的系统功能和所要求的宽带条件(系统约束描述)。借助于生成工具,把功能划分到不同的控制器(系统配置)和必要的资源分配(ECU配置)中。因此有些工具产生了对于某些控制器来说是真正的执行软件。特别是RTE的软件层必须保证软件组件之间通信的安全性和监视。

汽车开放系统架构应用

宝马集团自2001年即开始在称为BMW Standard Core的架构下,在ECU电子控制单元中运用标准化基础软件。该软件覆盖车辆管理系统各个层面的功能,包括执行(如车辆能量流管理系统、停车准备功能),系统管理(如系统的编码与诊断),到系统定制(如个性化定制功能,可设定特殊条件的服务定制功能)。[1] 
现在,应用于全新7系的BMW Standard Core软件系统通过AUTOSAR架构实现对车载网络、系统内存管理以及大部分的系统诊断功能。此外,全新BMW 7系所采用的多个ECU的运行系统与AUTOSAR架构相匹配,允许各应用程序独立运行。例如中央网关,该ECU确保了外部I/O系统(以太网和CAN总线)与内部I/O系统总线(CANMOSTFlexRay)间高速宽带连接。同时它还可以调节一些内核功能,如车况监测、系统编码和能量消耗检测等。
针对驱动系统、底盘、安全系统、内部和车身的研发应用已经全面展开。在ElmarFrickenstein看来,AUTOSAR架构的优势显而易见:“未来的车型将普遍受益于全行业统一的标准化程序,以及通用性、互换性更强的软件。AUTOSAR界面的标准化以及供应商通用工具软件的应用将促进该领域的进一步发展。

汽车开放系统架构国内应用

国内的各大汽车厂商、科研院校也越来越关注AUTOSAR带来的标准化的设计、开发、验证,从而大幅提高汽车电子的研发效率和研发质量。
浙江大学ESE实验中心从2004年开始关注AUTOSAR,并率先加入了AUTOSAR组织。目前浙江大学ESE实验中心已经成功开发出一套符合AUTOSAR标准的集成的ECU开发工具链(简称为SmartSAR Studio),它可以用于ECU软件架构、网络系统配置、基础软件和配置、诊断、标定和仿真测试,支持从上到下、软件为中心的快速迭代开发模式。另外,ESE实验室中心已经开发出符合AUTOSAR标准的操作系统、通信等基础软件模块。
一汽、长安等整车厂技术研究院也于2009年开始利用AUTOSAR标准的工具进行ECU的设计、开发、验证。
参考资料
词条标签:
中国汽车学会