W systemy samochodowe rośnie złożoność elektroniczna lub elektryczna. W nowoczesnym pojeździe mają ponad 100 jednostek sterujących silnikiem, znanych jako ECU. Każdy ECU zawiera szereg funkcji, które muszą być często przeformułowywane od zera po zmianie sprzętu, takiego jak procesor. W przypadku samochodów bardzo ważne jest, aby oprogramowanie aplikacji było niezależne za pomocą sprzętu. Aby to osiągnąć, w programie AUTOSAR wykonywane są podstawowe funkcje, aby stworzyć i skonfigurować otwartą architekturę oprogramowania przeznaczoną dla jednostek sterujących silników samochodowych. W tym artykule omówiono przegląd funkcji AUTOSAR.

Wprowadzenie do Autosar

AUTOSAR został opracowany przez różnych samochód firm produkcyjnych w roku 2003, takich jak BMW, Continental AG, Daimler-Benz, Robert Bosch GmbH, Siemens VDO, w celu ustanowienia otwartej architektury o standardach przemysłowych dla urządzeń elektrycznych i elektronicznych w samochodach. W tym samym listopadzie, słynna firma motoryzacyjna, taka jak Ford, dołączyła jako Partner Core. W grudniu dołączyła Toyota Motor Corporation i Groupe PSA. W lutym 2008 r., Po przejęciu Siemens VDO Company przez Continental, przestaje być autonomicznym Partnerem Core dla AUTOSAR.

W roku 2003 AUTOSAR wydał cztery główne architektury oprogramowania dla przemysłu motoryzacyjnego. Pracę AUTOSAR można podzielić na 3 fazy. W fazie 1 od 2004 do 06 dokonano podstawowego rozwoju, w fazie 2 od 2007 do 09 rozszerzono podstawowy rozwój architektury i metodologii. W fazie 3 od 2010 do 13 można dokonać ochrony i preferowanych ulepszeń. Prace nad platformą adaptacyjną rozpoczęły się w roku 2016, a główne działania rozwojowe zostały ostatecznie opublikowane w połączonym wydaniu Classic, Adaptive i Foundation of AUTOSAR.

Co to jest AUTOSAR?

Termin AUTOSAR oznacza „Automotive Open System Architecture”. Jest to ustandaryzowana, jak również otwarta architektura oprogramowania samochodowego. Ta architektura obsługuje interfejsy oprogramowania użytkowego i podstawowe funkcje pojazdu. A także pomaga w ustaleniu znanej architektury oprogramowania systemu sterowania silnikiem dla wszystkich współpracowników AUTOSAR.

AUTOSAR jest używany do zapewniania współpracownikom wewnętrznych zalet w obsłudze bardziej złożonych systemów elektrycznych i elektronicznych w pojeździe, takich jak prosta integracja, przełączanie funkcji w ramach złożonej sieci sterowania silnikiem (ECU) oraz sterowanie cyklem życia całego produktu.

Ta architektura oprogramowania samochodowego została opracowana wspólnie przez różnych producentów samochodów, twórców narzędzi i dostawców. Platforma ta zwiększy funkcjonalność pojazdu w branży motoryzacyjnej, nie naruszając istniejącego modelu.

Jednostka sterująca silnika samochodowego zawiera następujące funkcje

Silny interfejs ze sprzętem, takim jak siłowniki i czujniki
Interfejs z systemami magistrali w pojeździe
Zawiera mikrokontroler 16/32 bitów
Wewnętrzna lub zewnętrzna pamięć flash
System czasu rzeczywistego

Architektura Autosar z przykładem

Architektura warstw AUTOSAR dzieli oprogramowanie na pięć warstw. Na początku obserwujemy oparty na modelu OSI, jednak charakterystyczny model warstw, który wyjaśnia hierarchiczny układ oprogramowania AUTOSAR. Z tego powodu dzieli się na trzy części, takie jak oprogramowanie podstawowe, środowisko wykonawcze i warstwa aplikacji. W każdej warstwie określone moduły oprogramowania są abstrakcyjne, a warstwy te komunikują się za pośrednictwem interfejsów.

Architektura AUTOSAR

Plik różne warstwy architektury AUTOSAR działają na mikrokontrolerze, takim jak warstwa aplikacji, RTE (środowisko uruchomieniowe), warstwa usługowa i BSW (oprogramowanie podstawowe) itp. Każda warstwa zawiera predefiniowane moduły oprogramowania i usługi, które sprawiają, że oprogramowanie aplikacyjne jest niezależne od jednostki sterującej silnika.

Warstwa aplikacji

Pierwsza warstwa architektury AUTOSAR to warstwa aplikacji, która wspiera wdrażanie niestandardowych funkcjonalności. Zawiera komponenty oprogramowania, a także kilka aplikacji do wykonywania dokładnych zadań zgodnie z instrukcjami.

Ta warstwa obejmuje trzy komponenty, takie jak oprogramowanie aplikacyjne, porty oprogramowania i interfejsy portów. W przypadku tych komponentów architektura zapewnia ustandaryzowane interfejsy w warstwie aplikacji. Komponenty oprogramowania tej warstwy pomogą w tworzeniu łatwych aplikacji, które będą wspierać funkcje pojazdu.

Interakcja między tymi komponentami może być dozwolona przez konkretne porty z wirtualną szyną funkcji. Porty te ułatwią interakcję między BSW programu AUTOSAR a komponentami oprogramowania.
To jest przegląd architektury AUTOSAR i obsługuje dostawy w czasie rzeczywistym i ograniczenia bezpieczeństwa. W zależności od MCU standardowa platforma obsługuje różne aplikacje, takie jak bezpieczeństwo i praca w sieci, umożliwiając jednostkom sterującym silnika pojazdu kontakt z czujnikami i elementami wykonawczymi pojazdu.

RTE (środowisko wykonawcze)

RTE to warstwa oprogramowania pośredniego, która zapewnia usługi komunikacyjne dla komponentów oprogramowania AUTOSAR, a aplikacje obejmują czujnik AUTOSAR lub części siłownika. Głównym celem jest uniezależnienie komponentów oprogramowania do odwzorowania na precyzyjny system sterowania silnikiem.

Główne cechy RTE to:

Jest specyficzny dla układu sterowania silnika i aplikacji.
Jest generowany dla każdej jednostki sterującej silnika.
Jego interfejs jest całkowicie niezależny od jednostki sterującej silnika.

Warstwa usług

To jest główna warstwa oprogramowania, która zapewnia różne funkcje, takie jak poniższe.

System operacyjny
Usługa pamięci
Komunikacja sieciowa dla pojazdu
Zarządzanie stanem jednostki sterującej silnika
Usługa rozwiązywania problemów

Ta warstwa zapewnia podstawowe moduły oprogramowania i usługi dla różnych aplikacji.

Główne cechy warstwy usługowej to:

Specyficzne dla MCU ( jednostka mikrokontrolera ) oraz element sprzętu ECU
Interfejs tego jest niezależny zarówno dla ECU, jak i MCU

BSW (oprogramowanie podstawowe)

Podstawowa warstwa oprogramowania obejmuje trzy warstwy, a mianowicie

Warstwa abstrakcji ECU
Złożone sterowniki
MCAL (warstwa abstrakcji mikrokontrolera)

Warstwa abstrakcji ECU

Interfejs z warstwą abstrakcji mikrokontrolera i zewnętrznym sterownikiem urządzenia zapewnia głównie prawo dostępu do urządzeń, które znajdują się wewnątrz poza MCU.
Interfejs programowania aplikacji służy do komunikacji z MCU.
Głównym celem tej warstwy jest stworzenie wyższej warstwy oprogramowania niezależnej od układu sprzętowego jednostki sterującej silnika.

Główne cechy warstwy abstrakcji ECU obejmują następujące elementy.

Montaż może być zależny od sprzętu ECU, ale niezależny od MCU
Interfejs wysokiego rzędu może być niezależny dla jednostek sprzętowych MCU i ECU

Złożone sterowniki

Te warstwy są używane do pełnienia wielu funkcji, które nie są dostępne na innych warstwach. Ta warstwa ma bezpośredni dostęp do MCU. Główne przykłady to kontrola wartości elektrycznych, sterowanie wtryskiem , wykrywanie wzrostu pozycji itp.

Głównym celem jest spełnienie określonych funkcji i wymagań czasowych wymaganych do obsługi czujników złożonych, a także siłowników.

Do głównych cech złożonych sterowników należą:

Montaż jest bardzo zależny od ECU, MCU itp.
Interfejs wysokiego rzędu można zamontować i ustandaryzować w oparciu o interfejs AUTOSAR

MCAL (warstwa abstrakcji mikrokontrolera)

Dostęp do tego modułu oprogramowania można uzyskać bezpośrednio w chipowych urządzeniach peryferyjnych MCU i urządzeniach zewnętrznych mapowanych za pomocą pamięci. Głównym celem jest stworzenie wyższej warstwy oprogramowania niezależnej od MCU.

Główne cechy MCAL to:

Montaż zależy od MCU
Interfejs wyższego rzędu nie jest zależny od MCU.

Cele AUTOSAR

Do głównych celów AUTOSAR należą:

Aktywacja redundancji
Funkcje od jednego ECU do drugiego ECU można wykonywać w sieci
Konserwowalność w całym cyklu życia produktu
Włączenie modułów funkcjonalnych od wielu dostawców
Zwiększone wykorzystanie sprzętu COTS.
Aktualizacje oprogramowania przez cały okres eksploatacji samochodu.
Skalowalność do różnych samochodów
Implementacja podstawowych funkcji, takich jak typowe rozwiązanie podstawowe w całej branży
Wymagania bezpieczeństwa

Zalety i wady AUTOSAR

Zalety AUTOSAR to między innymi.

“prosta kontrola prędkości silnika prądu stałego; ”

Współdzielenie oprogramowania między różnymi firmami może być możliwe
Możliwość ponownego wykorzystania składnika oprogramowania
Podstawowa architektura oprogramowania jest warstwowa.
Spójność interfejsów
Interoperacyjność
Kod oprogramowania można ponownie wykorzystać.
Elastyczność projektowania to więcej
Koszt i czas rozwoju zostaną zmniejszone
Wydajność można zwiększyć w ramach rozwoju funkcjonalnego
Przejrzystość i wyraźne interfejsy pozwolą na nowe modele biznesowe.

Wady AUTOSAR obejmują następujące.

Złożoność
Inwestycja początkowa
Krzywa uczenia się

Zastosowania AUTOSAR

Zastosowania architektury Autosar obejmują następujące.

Infotainment
Czujniki takie jak LIDAR i RADAR
Konserwacja predykcyjna
Elektryfikacja
Funkcje ADAS z aparatem
v2x
Aktualizacje map
Aplikacje motoryzacyjne

FAQs

1). Co to jest AUTOSAR?

Architektura otwartego systemu motoryzacyjnego to jeden z rodzajów architektury oprogramowania samochodowego, który jest rozwijany przez różnych dostawców samochodów, producentów itp.

2). Jaki jest cel AUTOSAR?

Pozwala to na wykorzystanie projektu oprogramowania opartego na modelu komponentu systemu samochodowego.

3). Czy AUTOSAR to system operacyjny?

Nie, ale ma specyfikację systemu operacyjnego.

4). Jaka jest rola RTE w AUTOSAR?

Służy do świadczenia usług infrastrukturalnych umożliwiających komunikację między komponentami oprogramowania, które mają dostęp do podstawowych modułów oprogramowania, takich jak system operacyjny i usługi komunikacyjne.

5). Jakie są warstwy w architekturze AUTOSAR?

Istnieją trzy rodzaje warstw, takie jak RTE, warstwa usługowa i podstawowe oprogramowanie.

6). Kto opracował tę architekturę AUTOSAR?

Jest rozwijany przez twórców narzędzi, dostawców samochodów i ich producentów.

7). Jak nauczyć się AUTOSAR?

Najpierw naucz się podstaw od doświadczonych osób i zacznij tworzyć projekty rozwijania ECU w zależności od ich architektury. Ponadto zrób kilka próbek w Matlabie i przejdź przez wygenerowany kod.

A więc o to chodzi przegląd AUTOSAR . Jest to ustandaryzowana architektura oprogramowania samochodowego, opracowana przez różnych dostawców i producentów samochodów. Głównym celem jest utworzenie warstwy między oprogramowaniem aplikacyjnym a sprzętem ECU. Dlatego to oprogramowanie jest głównie niezależne od preferowanych mikrokontrolerów, a także od producenta samochodów, dzięki czemu można je wielokrotnie wykorzystywać w wielu indywidualnych układach jednostki sterującej silnika. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest pełna forma AUTOSAR?