AUTOSAR(Automotive Open System Architecture,汽車開放系統(tǒng)架構(gòu))是一種全球性的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),旨在為汽車電子控制單元(ECU)的軟件架構(gòu)建立開放、標(biāo)準(zhǔn)化的平臺。它由全球主要汽車制造商、零部件供應(yīng)商和工具開發(fā)商共同制定和維護,其核心理念是通過標(biāo)準(zhǔn)化接口和模塊化設(shè)計,實現(xiàn)汽車軟件的可重用性、可互換性和可擴展性,從而降低開發(fā)復(fù)雜性、縮短開發(fā)周期并提高軟件質(zhì)量。
AUTOSAR架構(gòu)主要分為三層:
- 應(yīng)用層(Application Layer):這是最上層,包含具體的汽車功能軟件組件(SWC),如發(fā)動機控制、車身電子、自動駕駛算法等。這些組件通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口(AUTOSAR接口和標(biāo)準(zhǔn)化的AUTOSAR運行時環(huán)境RTE)進行通信,獨立于底層硬件。
- 運行時環(huán)境(Runtime Environment, RTE):作為中間層,RTE是AUTOSAR的核心,它充當(dāng)應(yīng)用層軟件組件與基礎(chǔ)軟件層之間的通信橋梁。RTE實現(xiàn)了軟件組件間的虛擬功能總線(VFB)通信,使得組件開發(fā)者無需關(guān)心數(shù)據(jù)具體在哪個ECU上傳輸或處理,實現(xiàn)了軟硬件解耦。
- 基礎(chǔ)軟件層(Basic Software Layer, BSW):這是最底層,提供標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)服務(wù),使上層應(yīng)用軟件無需直接操作硬件。BSW進一步細分為服務(wù)層、ECU抽象層、微控制器抽象層和復(fù)雜驅(qū)動層,負(fù)責(zé)系統(tǒng)服務(wù)、內(nèi)存管理、通信協(xié)議棧(如CAN、LIN、Ethernet)、診斷服務(wù)等。
應(yīng)用軟件服務(wù)在AUTOSAR框架中扮演著至關(guān)重要的角色。它們并非指最終用戶可見的應(yīng)用程序,而是指AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)為應(yīng)用層軟件組件提供的一系列標(biāo)準(zhǔn)化、可配置的底層支持服務(wù),主要由基礎(chǔ)軟件層中的服務(wù)層(Services Layer)提供。這些服務(wù)使得應(yīng)用軟件開發(fā)者能夠?qū)W⒂跇I(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn),而無需重復(fù)開發(fā)底層通用功能。主要應(yīng)用軟件服務(wù)包括:
- 系統(tǒng)服務(wù):如操作系統(tǒng)(OS)服務(wù)(任務(wù)管理、中斷處理等)、錯誤管理器(Dem)、看門狗管理器(WdgM)和ECU狀態(tài)管理器(EcuM),確保系統(tǒng)的可靠運行和狀態(tài)管理。
- 通信服務(wù):提供統(tǒng)一的通信棧(COM Stack)服務(wù),包括通信(Com)、診斷通信管理器(Dcm)、網(wǎng)絡(luò)管理(Nm)等,支持車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(如CAN FD、Ethernet)和診斷協(xié)議(如UDS)的標(biāo)準(zhǔn)化訪問。
- 內(nèi)存服務(wù):通過非易失性存儲器管理器(NvM)提供標(biāo)準(zhǔn)化接口,用于存儲和讀取應(yīng)用數(shù)據(jù)、診斷事件等信息,確保數(shù)據(jù)在斷電后得以保存。
- 診斷服務(wù):集成了診斷事件管理器(Dem)和功能抑制管理器(Fim),為應(yīng)用軟件提供統(tǒng)一的故障診斷、事件存儲和功能降級管理接口。
- 加密服務(wù):隨著汽車網(wǎng)絡(luò)安全日益重要,加密服務(wù)(如Crypto Service Manager, CSM)為應(yīng)用軟件提供標(biāo)準(zhǔn)的加密、解密、簽名驗證等安全原語,保障通信和數(shù)據(jù)安全。
而言,AUTOSAR通過其分層的、標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu),特別是其豐富的應(yīng)用軟件服務(wù),為汽車電子軟件開發(fā)帶來了革命性的變化。它使得汽車軟件能夠像計算機軟件一樣實現(xiàn)高度的模塊化和平臺化,支持來自不同供應(yīng)商的軟件組件的集成,極大地促進了汽車電子系統(tǒng)的創(chuàng)新、協(xié)同開發(fā)和長期維護,是面向未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車和軟件定義汽車(SDV)的基石性技術(shù)框架。