面向OEM的AUTOSAR汽車開放系統架構解決方案

兼容AUTOSAR標準的汽車電子軟件系統設計與開發流程如圖 2所示。

圖2：AUTOSAR系統設計與開發流程。

　　主要步驟可劃分兩個階段：

　　第一個階段是系統配置階段，這屬于系統級設計決策工作。首先是編寫系統配置輸入文件，為XML類型的文件。應用軟件的描述術語在 AOTUSAR中為軟件構件（Software Components），該文件將確定需要使用的軟件構件（即系統具有哪些功能）和硬件資源（ECU），以及整個系統的約束條件。AUTOSAR提供了一系列的模板（軟件構件模板，ECU資源模板和系統模板）和標準的信息交換格式，工具供應商可據此提供相應的工具支持，從而簡化系統設計的工作，最終系統設計者只需要使用工具填充或編輯相應的模板即可導出系統配置輸入文件。

　　系統配置輸入包含三部分內容，第一個輸入是軟件構件描述，定義每個需要的軟件構件的接口內容，包括數據類型，端口，接口等；第二個輸入是ECU資源描述，定義了每個ECU的資源需求，如處理器、外部設備、存儲器、傳感器和執行器等；第三個輸入是系統約束描述，定義總線信號，拓撲結構和軟件構件的映射關系。

　　系統配置階段接下來的工作是將初步獲得的系統配置輸入文件借助系統配置生成器生成系統配置描述文件，同樣為XML文件，這是系統配置階段的最終工作成果。該文件將包含所有的系統信息，包括將軟件構件映射到相關的ECU上（這種映射需要考慮到構件的需要、構件的連接、資源需求以及約束條件，有時也需要考慮成本等方面的因素），以及通信矩陣（整車的網絡結構、時序以及網絡數據幀的內容）。

　　第二個階段是ECU的配置，這階段的工作需要對系統中每個ECU分別進行。首先是使用第一個階段的工作成果——系統配置描述文件，從中提取出與各個ECU相關的系統配置描述信息，提取的信息包括ECU通信矩陣、拓撲結構、頂級功能組合（據此產生需映射到該ECU上的所有軟件構件），將放在另一個XML文件中。提取信息的工作可借助工具完成。然后進入ECU配置的實際工作中，這一步負責往輸入對象中添加具體應用所必需的信息，如任務調度、必要的BSW模塊、BSW配置信息、給任務分配的可運行實體等。這一步的結果被放在ECU 配置描述文件中，它包含了具體ECU所需的所有信息。最后一步是生成具體ECU的可執行程序，此步將根據ECU 配置描述文件中的配置信息構建完成ECU的基礎軟件的設置和與基于AUTOSAR構件的應用軟件的集成，最終生成ECU的可執行代碼。

　　此外，要說明的是，AUTOSAR系統的設計過程使用了虛擬功能總線（Virtual Functional Bus）的概念。虛擬功能總線（Virtual Functional Bus）將AUTOSAR軟件構件相互間的通信以及軟件構件與基礎軟件之間的通信進行了抽象，同時使用預先定義的標準接口。而對于虛擬功能總線來說，ECU內部通信和外部總線通信并沒有什么區別，這種區別要等到系統布局以及ECU的具體功能最終確定才會體現出來。軟件構件本身對于這種區別并不關注，因此我們可以在獨立的情況下開發軟件構件。在系統實現過程中，虛擬功能總線所代表的功能最終以RTE的生成來體現。

　　3、標準化的應用接口

　　通過RTE實現AUTOSAR軟件構件（即應用程序）相互間的通信以及軟件構件與基礎軟件之間的通信的前提是，軟件構件必須具有標準的 AUTOSAR接口。目前，AUTOSAR 3.1版已定義了一些典型的汽車電子應用領域（動力，車身/舒適和底盤）的標準接口。AUTOSAR按照功能邏輯分別將這些領域的系統劃分成若干個模塊，這些模塊可被視為一個軟件構件或多個軟件構件的組合，這些功能性的軟件構件的接口被明確定義，所定義的接口的內容包括名稱，含義，范圍，數據類型，通信類型，單位等。應用軟件開發者在軟件構件的設計與開發時需要應用這些接口定義。

這里以車身/舒適系統的雨刷管理的軟件構件的接口定義為示例，如圖3：

圖3：軟件構件的接口定義。

　　說明：

　　雨刷管理構件（WiperWasherManager）有兩個接口，CmdWashing 和StaWasher,圖中WWManager表示為雨刷管理軟件構件的實例。針對CmdWashing接口定義了以下信息：

　　1) CmdWashing接口由WiperWasherManager構件提供，其數據內容為FrontWasher構件的Activation接口所使用。

　　2）CmdWashing包含一個“Command”的數據元素。

　　3）“Command”的數據類型為“t_onoff”。

　　4）“t_onoff”屬于“RecordType”，該類型描述一般的開/關信息。

　　應用軟件開發者應該意識到，面向AUTOSAR運行時環境（RTE）接口的應用軟件設計的重要性，及早地將AUTOSAR應用層接口引入到實際的項目中來，為實現應用軟件的可復用性做好準備，從而優化整個軟件開發流程。

三、 設計應用與實施

　　仍以車身/舒適領域的外部車燈控制系統的設計為例，在本例中只涉及轉向燈的閃爍控制功能的實現。