系统化AUTOSAR的转移

发布时间:2010-07-13
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AUTOSAR(汽车开放式系统架构)标准为驾驭日益复杂的汽车系统提供了全新的解决方案。


复杂的电气系统(如奥迪S5的电气系统)需要高效的架构概念和开发工具


AUTOSAR理念可为提高功能开发的效率提供众多选择,可以在开发过程的早期阶段就使用接近生产实际的架构,从而最大限度地减少OEM与供应商合作中的潜在困难。

随着不同技术和功能的持续发展,特别是各种解决方案在不断增多,AUTOSAR(汽车开放式系统架构)标准为驾驭日益复杂的汽车系统提供了全新的解决方案。此外,它还可确保软件组件易于重复使用。奥迪公司开发了一套符合AUTOSAR理念的减振器控制系统,该项目在建立工具链方面具有重要意义,其中dSPACE的生产代码生成工具TargetLink用于建模和生成符合AUTOSAR标准的ECU软件。

性能优点

要应对ECU开发的复杂性,比较好的办法是基于适当软件架构和标准化硬件平台的方法。此时,AUTOSAR标准的角色是作为不受制造商限制的软件架构的设计起点。由于易于重复使用,因此OEM厂商可专注于AUTOSAR软件组件(SWC)的设计,从而使软件质量得以提高。

由于所有功能逻辑都封装在符合AUTOSAR标准的软件组件中,所以传感器数据处理运算等功能逻辑可以在不同项目中根据特定于处理器的不同要求重复使用,而不必修改相配的代码。这意味着汽车制造商在启动新项目时不仅节约了成本,还节省了时间。系统架构的系统性抽象意味着在项目后期阶段之前不必做出如何在ECU上配置应用软件的明确决定。无论硬件架构为何,工程师都可在早期的阶段进行逻辑软件架构的设计。单个功能可在ECU之间任意移动,使开发人员能够根据需要自由分配或整合功能,可以将其推迟至集中内部测试或探索阶段之后。
  
减振器控制系统的开发

工程师可以通过使用AUTOSAR理念来获取经验,但这必须将其作为开发项目的一部分应用于原型,利用TargetLink将整个现有减振器控制系统转换为符合AUTOSAR的软件组件,并在作为原型开发平台的准备投产的车辆上进行测试。

控制系统由4个车身加速传感器、4个距离传感器和4个连续控制减振器组成。中央ECU评估传感器信号,并根据其他车辆动态变量,如转向角、横摆率、制动信号、横向加速度、车速和发动机扭矩等,来确定如何控制减振器。ECU从车辆的CAN总线接收这些变量,并通过FlexRay总线与正在运行的减振器通信。

目前使用的工具链是基于AUTOSAR 2.0版的,其标准化的文件格式可用于创建特定工具。这个优点使分析整个系统的其他方面变得简便,如ECU中的时间行为。以下是所用到的工具:TargetLink,用于针对AUTOSAR SWC进行基于模型的开发和自动生成生产代码;Elektrobit的EB tresos,用于配置兼容AUTOSAR的基础软件(如操作系统)和生成RTE用于配置 FlexRay 线路的工具;接近投入生产的ECU原型。

从功能开发人员的角度来看,AUTOSAR工具链中最重要的工具是建模工具,它可让功能开发人员通过反复尝试和测试的流程简单地实施并展示他们的想法。从2.2版开始,dSPACE的生产代码生成工具TargetLink便可支持AUTOSAR软件组件的设计以及基于模型的常规开发,并可自动生成相应的目标代码。因为通信和硬件连接被抽象化了,所以功能开发人员可以将精力完全集中于实际应用。为了从一开始就将生产因素纳入考虑范围,我们建议设计工程师向功能开发人员提供支持。

TargetLink支持用AUTOSAR模块建立符合AUTOSAR标准的模型,因而使得定义AUTOSAR应用功能(Runnables)及建立通信接口的模型变得轻而易举。SWC、应用功能、接口等特定于AUTOSAR的数据储存在dSPACE数据字典中并链接至实际模型。因此,用TargetLink为基于模型的设计建立的整个工作流程也适用于AUTOSAR软件的开发。AUTOSAR功能模型设计完成之后,可使用TargetLink在模型(MIL)和软件(SIL)级进行模拟和测试。

除了生成符合AUTOSAR标准的代码之外,TargetLink还可自动生成AUTOSAR软件组件说明。减振器控制系统细分成几个AUTOSAR软件组件,每个组件都包含数个应用功能(Runnables)。在这种特定情况下,应用功能runnables之间的通信频繁,尽管AUTOSAR标准目前只支持标量变量的交换。但是,使用为奥迪专门开发的TargetLink扩展功能,功能开发人员也可使用矢量信号,TargetLink会将矢量信号转换为标量变量的代码模式。如此不仅使建模过程得以简化,还可确保其结果符合AUTOSAR标准。

作为编写ECU中SWC代码的一部分,EB tresos负责设置AUTOSAR操作系统及生成运行环境(RTE)。要生成RTE,先将由TargetLink生成的软件组件说明导入EB tresos,然后根据其中的信息生成RTE。最后一步是配置位于基础软件(basic software)中的FlexRay驱动程序。Infineon TriCore微控制器系列因为其具有良好的性能并可广泛地与典型的汽车外设连接而被用于安装原型硬件。这些所谓的“工程设备”微控制器衍生物可为必要的测试和检测工作提供强大的数据接口。

在接近投入生产的ECU上所运行的功能代码是否正确,要经过测试驱动器和模拟机测试的验证。该测试也清楚地显示,由TargetLink生成的符合AUTOSAR标准的代码可满足规模和运行时行为方面的生产要求。

 

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