基于模型的AUTOSAR兼容应用程序开发

【中心议题】

•        *探讨了AUTOSAR组件结构需求的实现方法
•        *在基于模型的开发环境下应用层接口的实现方法

【解决方案】

•        *在基于模块的开发环境中实现AUTOSAR的概念
•        *由应用层执行模块和可仿真的RTE和OS组成

一、综述

实行标准化是解决软件复杂度问题和增强模块性、适应性、轻便性、重用性、可维护性等的要点。标准化可以通过定义优良的软件架构和需求结构化来达到。需求结构化由AUTOSAR规定，旨在达到模块化，兼容性，可移植性和重用性。

根据AUTOSAR，模型要求组件配置、接口定义和接口的抽象层能够方便地被AUTOSAR兼容软件所实现。

二、AUTOSAR概念综述

AUTOSAR的主要目标是开发封装的应用软件，它从硬件中抽象出来，并且独立于通讯技术，操作系统等。这类软件组件可以重新部署到不同的ECU，同时可以在不同的汽车制造商和供应商中进行重用。

AUTOSAR软件组件(SWC)–应用和下部构造分离，并且将软件组件进行封装。每个软件组件将以功能结构自我封装，拥有与其他软件组件进行交互的接口。

实时环境(RTE)–AUTOSAR指定了软件组件间的通讯，这些组件驻留在抽象层。在ECU内实现通讯抽象层被称为实时环境。一个联网的环境一般由几个ECU组成，相关联的RTE共同建立了通讯网络的抽象层。在AUTOSAR术语中，它被称为虚拟功能总线(VFB)。

AUTOSAR底层软件(BSW)–运行在下部构造软件中的应用软件组件，该组件隐藏了详细的微处理器，ECU硬件，设备驱动，以及服务的细节。这个下部构造软件由ECU指定，并且提供了应用软件的软件平台。应用软件组件和底层软件组件的交互总是通过在RTE中定义的通用API来完成的。

三、在基于模型的开发中集成AUTOSAR需求

基于组件的设计–应用软件建模从建立框架开始。组件映射到一个内嵌的Simulink子系统中，使硬件、通讯和操作系统互相分离。

数据与服务–与AUTOSAR综述中指定的通讯机构相关联。

此模型需要一个模拟数据与服务通讯的通讯层，其中包含信号的映射，必要的信号条件，信号传送功能等。在软件中，该层被映射到复合I/O抽象层和通讯层。这种设置提供了一个使应用层独立于目标环境的通用平台。

实时环境(RTE)–位于RTE区域中的功能模块，它能促进应用层和操作系统的交互。每个软件组件与RTE交互，使得数据与事件传递到各个模块。RTE链接了不同的应用软件组件。在执行时，RTE提供了入口函数和与其他模块通讯的宏定义。建模、仿真和RTE的实现是重点，它们互相补充，构成了基于模型的开发过程。

操作系统(OS)–需要小型的操作系统模型来模拟OS服务，比如像计数器，警报器等等，这些是和应用层分离开的。

应用层使用了OS服务以得到想要的事件驱动动作。

四、外灯模块建模过程示例

外灯模块是一个应用软件组件，它控制了汽车的外灯，例如刹车灯，转向灯，大灯，位置灯等。该组件接收刹车板，转向灯，大灯，档位位置和其他感应器的输入信号。

此例的目标是在基于模块的开发环境中实现AUTOSAR的概念。该项目由应用层执行模块和可仿真的RTE和OS组成。

模型的构造描述——模型的构造分为功能分区和接口定义。功能分区就是把具有相关逻辑的功能归类到一个软件组件中。接口定义描述了每个软件组件输入和输出的接口。组件接口有几种属性：例如，名称，类型，系统类型，方向，软件数据类型，数据升级策略等。

架构模型的生成——这个过程由组件配置工具自动操作。

生成可仿真的RTE——此架构模拟了软件RTE，以提供模型测试的实际环境。

功能模型——虽然AUTOSAR不指定组件的内部结构，但是对于组件的模块性和重用性有一定的要求。为了提高重用性，需要有更强的功能配置、数据改变和优化配置的能力。

子函数处理器——软件组件被细分成各个子功能。在外灯的例子中，每个子功能按灯的性质来分组。这个分组的设计保证了软件的标准化，以使该组件可以被重用。

代码生成——建立数据词典是代码生成过程中的首要任务。在数据词典完成后，运用组件配置工具可以让模型属性的设置得以自动化。

系统配置——因为组件是独立于环境的，组件描述文件不包含有关于数据和服务来源的信息。同样，它也不包含ECU驻留的信息。系统描述文件提供了数据和服务网络的细节。

总结

一个基于模型的AUTOSAR兼容软件开发使得标准化的软件开发拥有高质量和高效率。辅助AUTOSAR兼容软件开发的工具也在逐步推出，选择这些工具将极大的帮助AUTOSAR兼容软件组件的开发。