1、 ECU软件的 AUTOSAR分层架构 浙江大学 ESE工程中心 Outline 分层概述 应用层 VFB与 RTE层 基础软件（ BSW） 示例 2 概述 将运行在 Microcontroller之上的 ECU软件分为 Application、 RTE、BSW三层 3 应用层 应用层将软件都划分为一个 Atomic Software component（ ASWC），包括硬件无关的 Application Software Component、Sensor Software Component、 Actuator Software Component、等。 4 RTE RTE提供基础
2、的通信服务，支持 Software Component之间和Software Component到 BSW的通信（包括 ECU内部的程序调用、ECU外部的总线通信等情况）。 RTE使应用层的软件架构完全脱离于具体的单个 ECU和 BSW。 5 BSW层 将基础软件层 (BSW)分为 Service、 ECU Abstraction、Microcontroller Abstraction以及 Complex Drivers。 6 BSW层的功能模块 每层的 BSW中，都保护不同的功能模块。比如 Service层包括系统服务、内存服务、通信服务。 7 BSW-微控制器抽象层 微控制器抽象层
3、(Microcontroller Abstraction Layer) 是在 BSW的最底层，它包含了访问微控制器的驱动。 微控制器抽象层使上层软件与微控制器相分离，以便应用的移植。 8 BSW-ECU抽象层 ECU抽象层封转了微控制器层以及外围设备的驱动。 将微控制器内外设的访问进行了统一，使上层软件应用与 ECU硬件相剥离。 9 BSW-复杂驱动 为了满足实时性等要求，可以利用复杂驱动（ Complex Drivers），让应用层通过 RTE直接访问硬件。 也可以利用复杂驱动封转已有的非分层的软件，以实现向 AUTOSAR软件架构逐步实施。 10 Service层 服务层（ Serv
4、ice Layer）位于 BSW的最上面，将各种基础软件功能以服务的形式封转起来，供应用层调用。 服务层包括了 RTOS、通信与网络管理、内存管理、诊断服务、状态管理、程序监控等服务。 11 Service的类型介绍 BSW包括以下服务类型： Input/output(I/O)服务 : 将执行器、传感器以及外设的访问标准化 内存服务：将微控制器内外内存的访问进行统一封转 通信服务：将整车网络系统、 ECU网络系统、软件组件内的访问进行统一封转 系统服务：包括 RTOS、定时器、错误处理、看门狗、状态管理等服务 12 Outline 分层概述 应用层 VFB与 RTE层 基础软件（ BSW）
5、 示例 13 AUTOSAR Software Component 应用层由各种 AUTOSAR Software Component（ SW-C）组成 每个 AUTOSAR SW-C都封转了各种应用的功能集，可大可小 每个 AUTOSAR SW-C只能运行在一个 ECU中，也可称为 Atomic SW-C 14 SW-C的实现 可以通过算法建模、手写代码等多种方式实现 SW-C。 在 AUTOSAR架构体系中， SW-C的实现： 与 MCU类型无关 与 ECU类型无关 与相互关联的 SW-C的具体位置无关 与具体 SW-C的实例个数无关 Software Component Templa
6、te规定了 SW-C的描述规范 15 Port和 Interface Port：表示输入（ RPort）或输出（ PPort） Interface：具体输入输出的方式、数据类型等 16 SW-C的类型 原子软件组件（ ASWC ） 应用软件组件 输入输出软件组件 服务组件 ECU抽象组件 复杂驱动组件标定程序组件 标定程序组件 组合 Composition 17 Sensor/Actuator Software Components 所有 I/O的输入输出都通过 Sensor/Actuator SW-C 18 Composition Composition是多个 ASWC的实例集合，也
7、当做是 SW-C。 Composition的 Port是内部某个 ASWC的 Port代理，通过DelegationConnector来表示。 Composition内 ASWC之间的输入输出是通过 AssemblyConnector来表示。 19 Outline 分层概述 应用层 VFB与 RTE层 基础软件（ BSW） 示例 20 Virtual Functional Bus 所有的 Component（包括 ASWC、 ECU抽象、服务、复杂驱动）之间的通信组成了 VFB。 21 VFB之 Client-Server通信 同一 ECU内部， CS通信为函数调用 ECU之间的， CS
8、通信为远程接口调用 CS通信分为同步和异步通信 22 VFB之 Sender-Receiver通信 同一 ECU内， SR通信为变量传递 ECU间， SR通信为数据传输 SR通信为异步的数据传输， Sender端不会收到 Receiver的任何响应。 23 Runtime Environment RTE是 VFB在具体一个 ECU中的实例。 RTE实现了应用层 SW-C之间、应用层 SW-C与 BSW之间的具体通信。 24 RTE通过划分 RTOS的任务、资源、事件等， 提供给组件一个隔离底层中断的运行时环境。 RTE的通信实现 SW-C之间的通信是 调用 RTE API函数而非直接实现
9、的，都在 RTE的管理和控制之下。 每个 API遵循统一的命名规则且只和软件组件自身的描述有关 。 25 RTE的通信实现 ECU内的 SR通信通过变量传递实现 26 ECU间的 SR通信通过 COM服务实现 具体通信实现取决于系统设计和配置，都由工具供应商提供的 RTE Generator自动生成的。 运行实体（ Runnable Entity）映射 SW-C中包含一个或多个运行实体（ Runnable Entity）。 运行实体映射在 RTOS的任务中调度运行，可以分为两类： 无需中间等待的运行实体（ Cat 1）：映射为基本任务或扩展任务。 有等待事件的运行实体（ Cat 2）：运行
10、实体在运行中间可能需要等待某个事件发生，比如远程调用等待特定返回值。只能将这类运行实体映射为扩展任务，通过事件机制来实现等待同步功能。 27 Outline 分层概述 应用层 VFB与 RTE层 基础软件（ BSW） 示例 28 微控制器抽象层 通信驱动： SPI、 CAN等 I/O驱动： ADC、 PWM、 DIO等 内存驱动：片内 EEPROM、 Flash等 微控制器驱动：看门狗、 GPT等 29 GPTWatchdogMCU Core Test Microcontroller Drivers FlashTest RAM Test Internal FlashInternal EEPROMMemory Drivers Communication Drivers I/O Drivers SPIHandlerLINCANFlexRayEthernet ICUPWM ADC DIO PORTMicrocontroller GPTWDT MCU Power & Clock UnitFLASHEEPROMSPILINorSCICCUPWMADCDIOCAN 微控制器抽象层： SPIHandlerDriver SPIHandlerDriver封转了统一访问SPI总线的接口，上层软件可以并发的多个访问。如下图 30
