Kaj je AUTOSAR: Arhitektura in njene aplikacije

V avtomobilski sistemi , elektronska ali električna zapletenost narašča. V sodobnem vozilu imajo nad 100 krmilnih enot motorja, ki so znane kot ECU. Vsak ECU vključuje številne funkcije, ki jih je treba po spremembi strojne opreme, kot je procesor, pogosto preoblikovati iz nič. Za avtomobile je zelo pomembno, da s pomočjo strojne opreme osamosvojijo aplikacijsko programsko opremo. Da bi to dosegli, se v sistemu AUTOSAR izvajajo temeljne funkcije za ustvarjanje in postavitev odprte programske arhitekture, namenjene krmilnim enotam avtomobilskih motorjev. Ta članek obravnava pregled AUTOSAR-ja.

Uvod v Autosar

AUTOSAR so razvili različni proizvajalci avtomobil proizvodna podjetja v letu 2003, kot so BMW, Continental AG, Daimler-Benz, Robert Bosch GmbH, Siemens VDO, za vzpostavitev odprte industrijske standardne arhitekture za električne in elektronske naprave v avtomobilu. Istega novembra se je slavni avtomobilski družbi, kot je Ford, pridružil kot glavni partner. V mesecu decembru se je pridružila družbi Toyota Motor Corporation & Groupe PSA. Februarja 2008, po pridobitvi podjetja Siemens VDO prek Continentala, družba AUTOSAR preneha biti samostojni glavni partner.

Leta 2003 je AUTOSAR izdal štiri glavne arhitekture programske opreme za avtomobilsko industrijo. Delo AUTOSAR lahko razdelimo na 3 faze. V fazi 1 od 2004 do 06 je bil izveden osnovni razvoj, v fazi 2 od 2007 do 09 pa je bil osnovni razvoj razširjen tako v arhitekturi kot tudi v metodologiji. V fazi 3 od leta 2010 do 13 je mogoče narediti zaščito in želene izboljšave. Delo s prilagodljivo platformo se je začelo leta 2016, glavni razvojni ukrepi pa so bili končno objavljeni v kombinirani izdaji Classic, Adaptive & Foundation podjetja AUTOSAR.

Kaj je AUTOSAR?

Izraz AUTOSAR pomeni 'Automotive Open System Architecture'. Poenotena je kot tudi odprta arhitektura avtomobilske programske opreme. Ta arhitektura podpira vmesnike znotraj uporabniške programske opreme in osnovne funkcije vozila. Prav tako pomaga pri vzpostavljanju znane programske arhitekture sistema za nadzor motorja za vse sodelavce v sistemu AUTOSAR.

AUTOSAR se uporablja za zagotavljanje notranjih prednosti sodelavcev pri rokovanju z bolj zapletenimi električnimi in elektronskimi sistemi v vozilu, kot je preprosta integracija, preklapljanje funkcij znotraj zapletene mreže za nadzor motorja (ECU) in nadzor nad življenjskim ciklom celotnega izdelka.

Ta arhitektura avtomobilske programske opreme je bila razvita skupaj s pomočjo različnih proizvajalcev avtomobilov, razvijalcev orodij in dobaviteljev. Ta platforma bo izboljšala funkcionalnost vozila v avtomobilski industriji, ne da bi vznemirjala obstoječi model.

Avtomobilska enota za nadzor motorja vključuje naslednje funkcije

• Močan vmesnik s strojno opremo, kot so aktuatorji in senzorji
• Vmesnik s sistemom vodila v vozilu
• Vključi mikrokrmilnik 16/32 Bits
• Notranji ali zunanji pomnilnik Flash
• Sistem v realnem času

Autosar Arhitektura s primerom

Arhitektura sloja AUTOSAR razdeli programsko opremo na pet slojev. Sprva opazimo na osnovi OSI, vendar značilni model plasti pojasnjuje hierarhično razporeditev programske opreme AUTOSAR. Iz tega razloga se razdeli na tri dele, kot so osnovna programska oprema, izvajalno okolje in aplikacijski sloj. V vsaki plasti so nekateri programski moduli abstrahirani in ti sloji komunicirajo prek vmesnikov.

AUTOSAR Arhitektura

The različne plasti arhitekture AUTOSAR deluje na mikrokrmilniku, kot so aplikacijski sloj, RTE (izvajalno okolje), servisni sloj in BSW (osnovna programska oprema) itd. Vsak sloj vključuje vnaprej določene programske module in storitve, s katerimi je aplikacijska programska oprema neodvisna od krmilne enote motorja.

Sloj aplikacije

Prva plast arhitekture AUTOSAR je aplikacijska plast, ki podpira izvajanje funkcionalnosti po meri. Vključuje programske komponente in več aplikacij za izvajanje natančnih nalog v skladu z navodili.

Ta plast vključuje tri komponente, kot so aplikacijska programska oprema, vrata programske opreme in vmesniki vrat. Za te komponente arhitektura zagotavlja standardizirane vmesnike znotraj aplikacijskega sloja. Programske komponente te plasti bodo pomagale pri ustvarjanju enostavnih aplikacij za podporo funkcijam vozila.

Interakcija med temi komponentami je dovoljena prek natančnih vrat z virtualnim funkcijskim vodilom. Ta vrata bodo olajšala interakcijo med BSW sistema AUTOSAR in programskimi komponentami.
To je pregled arhitekture sistema AUTOSAR in podpira sprotne dobave in varnostne omejitve. Odvisno od MCU, standardna platforma podpira različne aplikacije, kot sta varnost in mreženje, tako da omogoča, da krmilne enote motorja vozila stopijo v stik s senzorji in aktuatorji vozila.

RTE (Runtime Environment)

RTE je vmesna plast, ki zagotavlja komunikacijske storitve za programske komponente sistema AUTOSAR, aplikacije pa vključujejo tudi dele senzorja ali pogona AUTOSAR. Glavni namen tega je, da so programske komponente neodvisne za preslikavo na natančen nadzorni sistem motorja.

Glavne značilnosti RTE vključujejo naslednje.

• Poseben je za sistem in uporabo motorja.
• Ustvari se za vsako krmilno enoto motorja.
• Njegov vmesnik je popolnoma neodvisen od krmilne enote motorja.

Servisni sloj

To je glavna programska plast, ki ponuja različne funkcije, kot je naslednja.

• Operacijski sistem
• Storitev pomnilnika
• Omrežna komunikacija za vozilo
• Državno upravljanje krmilne enote motorja
• Storitev za reševanje problemov

Ta plast ponuja osnovne programske module in storitve za različne aplikacije.

Glavne značilnosti storitvene plasti vključujejo naslednje.

• Specifično za MCU ( mikrokrmilna enota ) in element strojne opreme ECU
• Ta vmesnik je neodvisen za ECU in MCU

BSW (osnovna programska oprema)

Osnovni sloj programske opreme vključuje tri plasti

• Raven abstrakcije ECU
• Kompleksni gonilniki
• MCAL (sloj abstrakcije mikrokrmilnika)

Raven abstrakcije ECU

• Vmesnik z abstrakcijsko plastjo mikrokrmilnika in gonilnikom zunanje naprave v glavnem zagotavlja pravico do vstopa v naprave, ki so sicer zunaj MCU.
• Vmesnik aplikacijskega programiranja se uporablja za vmesnike z MCU.
• Glavni namen tega sloja je ustvariti višji sloj programske opreme, neodvisen za postavitev strojne opreme krmilne enote motorja.

Glavne značilnosti abstrakcijskega sloja ECU vključujejo naslednje.

• Montaža je lahko odvisna od strojne opreme ECU, medtem ko je neodvisna od MCU
• Vmesnik visokega reda je lahko neodvisen za enote strojne opreme MCU in ECU

Kompleksni gonilniki

Te plasti se uporabljajo za večplastne funkcije, ki niso na voljo v drugih plasteh. Ta plast lahko neposredno dostopa do MCU. Glavni primeri so nadzor električnih vrednosti, nadzor vbrizgavanja , zaznavanje povečanja položaja itd.

Glavni namen je izpolniti določene funkcije in časovne potrebe, ki so potrebne za upravljanje sestavljenih senzorjev in pogonov.

Glavne značilnosti zapletenih gonilnikov vključujejo naslednje.

• Montaža je zelo odvisna od ECU-ja, MCU-ja itd.
• Vmesnik visokega reda je mogoče namestiti in standardizirati na podlagi vmesnika AUTOSAR

MCAL (sloj abstrakcije mikrokrmilnika)

Do tega programskega modula se dostopa neposredno na zunanji napravi MCU in zunanjih napravah, ki so preslikane s pomnilnikom. Glavni namen je ustvariti višji sloj programske opreme, neodvisen za MCU.

Glavne značilnosti MCAL vključujejo naslednje.

• Montaža je odvisna od MCU
• Vrhunski vmesnik ni odvisen od MCU.

Cilji AUTOSARJA

Glavni cilji sistema AUTOSAR vključujejo naslednje.

• Aktiviranje odvečnosti
• Funkcije od enega ECU do drugega ECU lahko opravljate znotraj omrežja
• Vzdrževanje v celotnem življenjskem ciklu izdelka
• Vključitev funkcionalnih modulov številnih dobaviteljev
• Povečana uporaba strojne opreme COTS.
• Posodobitve programske opreme v življenjski dobi avtomobila.
• Prilagodljivost za različne avtomobile
• Izvajanje bistvenih funkcij, kot je tipična jedrna rešitev za celotno panogo
• Varnostne zahteve

Prednosti in slabosti sistema AUTOSAR

Prednosti sistema AUTOSAR vključujejo naslednje.

• Skupna raba programske opreme je možna med različnimi podjetji
• Ponovna uporabnost programske komponente
• Osnovna arhitektura programske opreme je večplastna.
• Doslednost vmesnikov
• Interoperabilnost
• Programsko kodo je mogoče ponovno uporabiti.
• Prilagodljivost oblikovanja je večja
• Skrajšali se bodo stroški in čas razvoja
• Učinkovitost se lahko poveča v okviru funkcionalnega razvoja
• Preglednost in različni vmesniki bodo omogočili nove poslovne modele.

Pomanjkljivosti sistema AUTOSAR vključujejo naslednje.

• Kompleksnost
• Začetna naložba
• Krivulja učenja

Aplikacije AUTOSARJA

Aplikacije arhitekture Autosar vključujejo naslednje.

• Infotainment
• Tipala, kot sta LIDAR in RADAR
• Predvidljivo vzdrževanje
• Elektrifikacija
• ADAS deluje s kamero
• v2x
• Posodobitve zemljevidov
• Avtomobilske aplikacije

Pogosta vprašanja

1). Kaj je AUTOSAR?

Arhitektura avtomobilskega odprtega sistema je ena vrsta arhitekture avtomobilske programske opreme, ki jo razvijajo različni avtomobilski dobavitelji, proizvajalci itd.

2). Kaj je namen AUTOSAR-ja?

To omogoča uporabo programske zasnove, ki temelji na modelu sestavnega dela za avtomobilski sistem.

3). Ali je AUTOSAR operacijski sistem?

Ne, vendar ima specifikacijo za operacijski sistem.

4). Kakšna je vloga RTE v AUTOSAR-ju?

Uporablja se za zagotavljanje infrastrukturnih storitev, ki omogočajo komunikacijo med programskimi komponentami, ki dostopajo do osnovnih programskih modulov, kot je operacijski sistem & komunikacijske storitve.

5). Kakšne so plasti v arhitekturi AUTOSAR?

Obstajajo tri vrste slojev, kot so RTE, servisni sloj in osnovna programska oprema.

6). Kdo je razvil to arhitekturo AUTOSAR?

Razvili so ga razvijalci orodij, dobavitelji avtomobilov in njegovi proizvajalci.

7). Kako se učiti AUTOSAR-ja?

Najprej se naučite osnov od izkušenih oseb in začnite delati projekte za razvoj ECU-jev, odvisno od njegove arhitekture. Poleg tega naredite nekaj vzorcev v Matlabu in preglejte ustvarjeno kodo.

Tu gre torej za to pregled AUTOSARJA . Gre za standardizirano arhitekturo avtomobilske programske opreme, ki jo razvijajo različni avtomobilski dobavitelji in proizvajalci. Glavni cilj tega je vzpostaviti sloj med programsko opremo in strojno opremo ECU. Zato je ta programska oprema v glavnem neodvisna od vseh prednostnih mikrokrmilnikov in proizvajalca avtomobilov, da jo je mogoče ponovno uporabiti za številne posamezne sisteme krmilnih enot motorja. Tukaj je vprašanje za vas, kakšna je celotna oblika sistema AUTOSAR?