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AUTOSAR技术概述 摘要：对由应用软件组件(SW-Cs)、虚拟功能总线/运行时环境(VFB/RTE)和电控单元(ECU)基础软件(BSW)栈构成 的AUTOSAR分层架构,由软硬件组件的形式描述构建汽车E/E系统架构的AUTOSAR方法学,以及AUTOSAR的进展和应用前景进行了较为全面的分析,并为我国相关企业实施AUTOSAR标准提出了在多方协作基础上分阶段逐步引入以减小风险的建议。 关键词 汽车 AUTOSAR 软件架构 方法论 应用接口 1 AUTOSAR技术 电子技术的发展为汽车技术的创新带来了前所未有的机遇和挑战:一方面,电子技术在提高汽车传统性能的同时亦扩展了其功能,从汽车各个子系统的控制到车载信息娱乐装置,电子技术的应用几乎无处不在;另一方面,网络化电子装备的增多也使汽车电器/电子(E/E)系统的复杂度呈指数增长。如何有效管理日趋复杂的汽车E/E系统,并最大限度地降低开发和维护成本,已成为全球汽车电子相关企业需要解决的共性问题。传统的电控单元(ECU)驱动的开发模式,已难以适应汽车E/E系统复杂性管理、产品灵活修改、升级和更新、解决方案在产品线内外扩展,以及E/E系统质量和可靠性提高的要求,将逐渐为功能驱动的、面向架构集成的开发模式所取代。本文较为全面地分析了汽车E/E系统开发新标准—AUTOSAR(AUTomotive Open System AR-chitecture)的技术、进展、应用前景,并对我国实施AUTO鄄SAR标准提出了建议,供国内汽车E/E系统研发人员参考。 AUTOSAR（汽车开放系统架构），汽车开放系统架构联盟是由全球汽车制造商、部件供应商及其他电子、半导体和软件系统公司联合建立，各成员保持开发合作伙伴关系。自2003年起，各伙伴公司携手合作，致力于为汽车工业开发一个开放的、标准化的软件架构。AUTOSAR这个架构有利于车辆电子系统软件的交换与更新，并为高效管理愈来愈复杂的车辆电子、软件系统提供了一个基础。此外，AUTOSAR在确保产品及服务质量的同时，提高了成本效率。 AUTOSAR的计划目标主要有3项，第一是建立独立于硬件的分层的软件架构；第二是为实施应用提供方法论，包括制定无缝的软件架构堆叠流程并将应用软件整合至ECU 中；第三是制定各种车辆应用接口规范，作为应用软件整合标准，以便软件构件在不同的汽车平台上的复用。 1 AUTOSAR软件架构 为了实现AUTOSAR的目标，即实现应用程序和基础模块之间的分离，汽车电子软件架构被抽象成几个层，如图1所示。 图1：AUTOSAR软件架构层次图 为了区别软件依赖和硬件依赖，基础软件分为四个层次：服务层（Services Layer）、ECU抽象层（ECU Abstraction Layer）、微控制器抽象层（Microcontroller Abstraction Layer）和RTE（Runtime Environment）。除此四层外，在AUTOSAR软件架构中还有复杂驱动（Complex Driver），由于对复杂传感器和执行器进行操作的模块涉及到严格的时序问题，在AUTOSAR中这部分没有被标准化。 * 服务层提供包括诊断协议、存储管理、ECU模式管理和操作系统等在内的系统服务。除了操作系统外，服务层的软件模块都是与平台无关的。 * ECU抽象层将ECU结构（如外设与ECU的联接方式等）进行了抽象处理。该层与ECU平台相关，但与微控制器无关。 * 微控制器抽象层包括微控制器相关的驱动（如I/O驱动、ADC驱动等）。 * RTE层负责AUTOSAR软件构件（即应用层）相互间的通信以及软件构件与基础软件之间的通信。RTE层之下的基础软件对于应用层来说是不可见的，必须通过RTE进入，它将软件构件从对底层软件和硬件平台的依赖中独立出来，实现了应用程序和基础软件之间的分隔。 1、2 AUTOSAR方法论 AUTOSAR为符合该标准的汽车电子软件系统开发过程定义了一套通用的技术方法，这种方法即被称为AUTOSAR方法论（AUTOSAR Methodology）。汽车OEM作为整车系统功能的规划和设计者，需要了解并掌握AUTOSAR提供的这套开发流程，才能主导和推进符合AUTOSAR标准的系统的开发过程。兼容AUTOSAR标准的汽车电子软件系统设计与开发流程如图2所示。 图2：AUTOSAR系统设计与开发流程 主要步骤可划分两个阶段：第一个阶段是系统配置阶段，这属于系统级设计决策工作。首先是编写系统配置输入文件，为XML类型的文件。应用软件的描述术语在AOTUSAR中为软件构件（Software Components），该文件将确定需要使用的软件构件（即系统具有哪些功能）和硬件资源（E