詳解AUTOSAR：AUTOSRA軟件架構(gòu)（理論篇—2）

AUTOSAR規(guī)范主要包括：軟件架構(gòu)、方法論和應(yīng)用接口三部分內(nèi)容。其中，軟件架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)軟硬件分離的關(guān)鍵，它使汽車嵌入式系統(tǒng)控制軟件開(kāi)發(fā)者擺脫了以往ECU軟件開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證時(shí)對(duì)硬件系統(tǒng)的依賴。

在AUTOSAR軟件架構(gòu)中，汽車嵌入式系統(tǒng)軟件自上而下分別為：應(yīng)用軟件層（Application Software Layer，ASW）、運(yùn)行時(shí)環(huán)境（Runtime Environment，RTE）、基礎(chǔ)軟件層（Basic Software Layer，BSW）和微控制器（Microcontroller）。

為保證上層與下層的無(wú)關(guān)性，通常情況下，每一層只能使用下一層所提供的接口，并向上一層提供相應(yīng)的接口。如圖下圖所示：

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應(yīng)用軟件層

應(yīng)用軟件層（Application Software Layer，ASW）包含若干個(gè)軟件組件（Software Component，SWC）（軟件組件在下一篇文章講解），軟件組件間通過(guò)端口（Port）進(jìn)行交互。每個(gè)軟件組件可以包含一個(gè)或者多個(gè)運(yùn)行實(shí)體（Runnable Entity，RE），運(yùn)行實(shí)體中封裝了相關(guān)控制算法，其可由RTE事件（RTE Event）觸發(fā)。

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運(yùn)行時(shí)環(huán)境

運(yùn)行時(shí)環(huán)境（Runtime Environment，RTE）作為應(yīng)用軟件層與基礎(chǔ)軟件層交互的橋梁，為軟硬件分離提供了可能。RTE可以實(shí)現(xiàn)軟件組件間、基礎(chǔ)軟件間以及軟件組件與基礎(chǔ)軟件之間的通信。RTE封裝了基礎(chǔ)軟件層的通信和服務(wù)，為應(yīng)用層軟件組件提供了標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)軟件和通信接口，使得應(yīng)用層可以通過(guò)RTE接口函數(shù)調(diào)用基礎(chǔ)軟件的服務(wù)。

此外，RTE抽象了ECU之間的通信，即RTE通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)化的接口將其統(tǒng)一為軟件組件之間的通信。由于RTE的實(shí)現(xiàn)與具體ECU相關(guān)，所以必須為每個(gè)ECU分別實(shí)現(xiàn)。

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基礎(chǔ)軟件層

基礎(chǔ)軟件層（Basic Software Layer，BSW）可分為四層即：服務(wù)層（Services Layer）、ECU抽象層（ECU Abstraction Layer）、微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer，MCAL）和復(fù)雜驅(qū)動(dòng)（Complex Drivers），如下圖所示：

可以將基礎(chǔ)軟件層進(jìn)一步細(xì)化，包括：系統(tǒng)服務(wù)( System Services)、存儲(chǔ)器服務(wù)（Memory Services）、通信服務(wù)（Communication Services）等，它們主要用于提供基礎(chǔ)軟件服務(wù)，包括標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)功能和功能接口。如下圖所示：

3.1、服務(wù)層

服務(wù)層（Services Layer）提供了汽車嵌入式系統(tǒng)軟件常用的一些服務(wù)，其可分為系統(tǒng)服務(wù)（System Services）、存儲(chǔ)器服務(wù)（MemoryServices）以及通信服務(wù)（Communication Services）三大部分。

提供包括：網(wǎng)絡(luò)通信管理、存儲(chǔ)管理、ECU模式管理和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（Real Time Operating System，RTOS）等服務(wù)。除了操作系統(tǒng)外，服務(wù)層的軟件模塊都是與ECU平臺(tái)無(wú)關(guān)的。

3.2、ECU抽象層

ECU抽象層（ECU Abstraction Layer）包括板載設(shè)備抽象（Onboard Devices Abstraction） 、存儲(chǔ)器硬件抽象（Memory Hardware Abstraction)、通信硬件抽象（Communication Hardware Abstraction）和I/O硬件抽象（Input/Output Hardware Abstraction）。

該層將ECU結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抽象，負(fù)責(zé)提供統(tǒng)一的訪問(wèn)接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信、存儲(chǔ)器或者IO的訪問(wèn)，從而不需要考慮這些資源是由微控制器片內(nèi)提供的，還是由微控制器片外設(shè)備提供的。該層與ECU平臺(tái)相關(guān)，但與微控制器無(wú)關(guān)，這種無(wú)關(guān)性正是由微控制器抽象層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3.3、微控制器抽象層

微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer，MCAL）是實(shí)現(xiàn)不同硬件接口統(tǒng)一化的特殊層。通過(guò)微控制器抽象層可將硬件封裝起來(lái)，避免上層軟件直接對(duì)微控制器的寄存器進(jìn)行操作。

微控制器抽象層包括微控制器驅(qū)動(dòng)(Microcontroller Drivers）、存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)（Memory Drivers）、通信驅(qū)動(dòng)（Communication Drivers）以及I/O驅(qū)動(dòng)（IO Drivers），如下圖所示：

3.4、復(fù)雜驅(qū)動(dòng)層

由于對(duì)復(fù)雜傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行操作的模塊涉及嚴(yán)格的時(shí)序問(wèn)題，難以抽象，所以在AUTOSAR規(guī)范中這部分沒(méi)有被標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)稱為復(fù)雜驅(qū)動(dòng)( Complex Drivers）。