Autosar'ı ve mimarisini anlamak

AUTOSAR (Otomotiv Açık Sistem Mimarisi), mevcut işletim modelini etkilemeden araç işlevselliği için uygulama kapsamını genişletmek üzere tasarlanmış tüm otomotiv endüstrisi için ortak bir platform olarak tanımlanabilir. AUTOSAR temelde otomobil üreticileri, tedarikçileri ve takım geliştiricileri tarafından ortaklaşa geliştirilen açık ve standart bir yazılım mimarisidir. Bu yazıda AUTOSAR'ın ne olduğunu ve mimarisindeki farklı katmanları öğreneceğiz.

AUTOSAR'ın ana sloganı “Standartlar konusunda işbirliği yapın, uygulamada rekabet edin” dir. Bu benzersiz mimari, üreticiler, yazılım tedarikçileri ve araç geliştiricileri arasında ortak bir standart oluşturmak ve sürdürmek için geliştirildi, böylece sürecin sonucu herhangi bir değişikliğe gerek kalmadan teslim edilebilir.

AUTOSAR - Her şey nasıl başladı?

2003 yılında AUTOSAR ortaklığı, OEM (Orijinal Ekipman Üreticisi) üreticileri, Tire 1 otomotiv tedarikçileri, yarı iletken üreticileri, yazılım tedarikçileri, alet tedarikçileri ve diğerlerinin bir ittifakı olarak kuruldu. AUTOSAR'ı, mevcut ve bağlı olan ve gelecekte şekillenecek olan farklı otomotiv E / E mimarisini göz önünde bulundurarak otomotiv yazılım mimarisi için bir açık endüstri standardı olarak kurdular.

AUTOSAR 10 Çekirdek ortakları BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation ve Volkswagen bulunmaktadır.

AUTOSAR'ın Önemi

AUTOSAR'ın altyapısı basit değil ama neden bu kadar karmaşık altyapıyı otomotiv endüstrisine tanıtmak gerekiyor? İlk olarak AUTOSAR'a neden ihtiyacımız var?

Akıllı, daha güvenli ve daha akıllı araca olan talep arttıkça otomotiv endüstrisindeki rekabet de artacaktır. Tüm bu zeka ve araç işlevselliği tek bir otorite tarafından uygulanamaz.

Örneğin, bir arabada hava yastıkları, GPS sistemi, Akıllı entegrasyon vb. Bulunur. Bu özelliklerin tümü, farklı otomotiv endüstrileri tarafından farklı ECU'larda (Elektronik Kontrol Üniteleri) uygulanır, bu nedenle tüm farklı otomotiv birimleri, istenen prizi alın.

Bu aynı zamanda yazılım geliştirme sürecine de yardımcı olur, çünkü yakın zamana kadar otomotiv endüstrileri için geliştirilen yazılım yalnızca sistemin işlevselliğini sağlamaya odaklanmıştı ve sisteme sağlayabileceği etkilerin ne olduğunu hiç umursamadılar. Farklı araç ağlarındaki çeşitli ECU'lar üzerindeki birçok işlevsellik nedeniyle daha karmaşık hale geldi. Standart dışı geliştirme prosedürlerinin artmasıyla daha kritik bir sorun haline geldi. Bu nedenle AUTOSAR'ı geliştirdiler.

AUTOSAR Mimarisinin Farklı Katmanları

Yukarıdaki resme bakarsanız, AUTOSAR'ın mimarisinin üç ana katmandan oluştuğunu anlayabilirsiniz.

• Uygulama katmanı
• Çalışma Zamanı Ortamı (RTE)
• Temel Yazılım (BSW)

Bu katmanların her birinin kendi amacı vardır ve gerçekleştirmek için belirli bir işlemi vardır.

Uygulama katmanı

AUTOSAR uygulama katmanı, verilen talimatlara göre belirli bir görevi yerine getirmek için tasarlanmış çeşitli uygulamalardan ve belirli yazılım bileşenlerinden oluşur. Uygulama katmanı AUTOSAR'ın yazılım mimarisinin en üst katmanıdır, bu nedenle tüm araç uygulamaları için kritiktir. Uygulama katmanı, dikkate alınması gereken en önemli üç bileşenden oluşur. Bunlar uygulama yazılımı bileşenleri, limanlar bu bileşenlerin ve liman arayüzleri.

Yazılım bileşenleri, yazılımın gerektirdiği işlemleri ve veri öğelerini ve bileşenlerin ihtiyaç duyduğu kaynakları içeren alt sistemin işlevselliğini sağlar. Ve uygulamanın kaynağı, etkileşimli bileşenlerin konumundan, bileşenin eşlendiği ECU'ların türünden ve bileşenin bir sistemde somutlaştırılma sayısından bağımsızdır.

Çalışma Zamanı Ortamı (RTE) Katmanı

Çalışma zamanı ortam katmanı, yazılım bileşenlerinin (SWC'ler) çalışması için uygun bir ortam oluşturur. SWC her zaman RTE tarafından sağlanan arayüze bağlıdır.

Ağ içerisinde bulunan ECU'lar arasındaki iletişim merkezi olarak düşünülebilir. Yazılım bileşenlerinin iletişim mekanizmalarından ve kanallarından bağımsız çalışmasına yardımcı olur. RTE, farklı şablonlarda uygulanan bileşenler arasındaki iletişim ilişkilerini çağrı gibi özel bir Intra iletişim mekanizmasına veya bir COM mesajı gibi bir ECU arası iletişim mekanizmasına eşleyerek bunu mümkün kılmaktadır.

RTE, SWC'nin yaşam döngüsünü yönetme sorumluluğuna sahiptir, ihtiyaçlara göre fonksiyonları başlatmalı ve kapatmalıdır. Ayrıca, Uygulama Yazılımı (ASW) ile Temel Yazılım (BSW) arasında , Temel yazılımın herhangi bir API işlevini veya diğer modülleri doğrudan çağırma iznine sahip olduğu, ancak Uygulama yazılımının yalnızca bağlantı noktaları aracılığıyla iletişim kurabildiği bir ayırma katmanı görevi görür.

RTE, İki Aşamada üretilir

• Sözleşme Aşaması: Bu aşama ECU'dan bağımsızdır ve uygulama yazılımı ile RTE arasındaki sözleşmeyi sağlar, yani ASW bileşenlerinin API'sinin kodlanabilmesini sağlar.

Kaynak koduna ekleyebileceğimiz bir ASW bileşeni belirtilen başlıkla sonuçlandı. Başlık dosyası, ASW'de kullanılabilen tüm RTE API işlevlerinden oluşur ve ayrıca ASW bileşenlerinin ihtiyaç duyduğu gerekli veri türleri ve yapıları, Başlık dosyasında açıklanır.

• Üretim Aşaması: Bu aşama, belirli bir ECU için somut kod oluşturmaya odaklanacaktır. Sözleşme aşamasında oluşturulan ASW bileşenleri ve Başlık Dosyaları ve gerekli tüm BSW kodlarıyla, üretilen kod ECU için çalıştırılabilir bir dosyada derlenebilir.

Temel Yazılım (BSW)

Temel Yazılım katmanı, AUTOSAR yazılım bileşenlerine hizmet verebilen standartlaştırılmış yazılım olarak tanımlanabilir ve aynı zamanda yazılımın işlevsel kısmını çalıştırmak için de kullanılır. Temel yazılım, standartlaştırılmış ve ECU tarafından belirtilen bileşenleri içerir.

Temel Yazılım katmanı ayrıca Hizmet Katmanı, ECU Soyutlama Katmanı, Mikrodenetleyici Soyutlama Katmanı ve Karmaşık Sürücüler olmak üzere 4 Ana bölüme ayrılmıştır.

I. Hizmet Katmanı

Temel yazılım katmanının en üst katmanıdır, uygulama yazılımına temel yazılım modüllerini sağlar ve mikro denetleyici ve ECU donanımından bağımsızdır.

Hizmet katmanı aşağıdaki işlevleri sağlar:

• Bellek Hizmetleri (NVRAM Yönetimi)
• Teşhis hizmetleri (UDS dahil) iletişim ve hata belleği)
• Araç ağ iletişimi ve yönetimi
• ECU durum yönetimi
• İşletim Sistemi (OS)

Bu katmanın montajı, mikro denetleyici (MCU), ECU donanımının parçaları ve uygulamaları için uzmanlaşmıştır.

II. ECU Soyutlama Katmanı

Bu katman, harici cihazların bazı sürücülerini de içeren mikro denetleyici soyutlama katmanının bir arabirimi olarak işlev görür. Mikro denetleyicinin içinde veya dışında nerede olurlarsa olsunlar çevre birimlere ve cihazlara erişimi vardır. Ayrıca, mikro denetleyiciyle arayüz oluşturmak için API sunar.

III. Mikrodenetleyici Soyutlama Katmanı (MCAL)

Mikrodenetleyici katmanı, donanımla iletişim kurmak için erişim yoludur. Bu katman, mikro denetleyici kayıtlarına doğrudan erişimi önlemek için çerçevelenmiştir. Mikro-denetleyici Çıkartma Katmanı (Mkal) temel yazılım bileşenlerine standart bir arayüz sağlamak için tasarlanmış bir donanım tabakasıdır. Temel yazılımın bileşenleri için mikro denetleyiciden bağımsız değerler sağlar ve ayrıca mikro denetleyici çevre birimlerini yönetir.

MCAL, komutların, yanıtların ve bilgilerin farklı işlemlere dağıtımını destekleyebilmesi için bir bildirim mekanizması ile sağlanır. Bunun dışında MCAL, Dijital I / O (DIO), Analog / Dijital Dönüştürücü (ADC), Darbe Genişliği (De) Modülatör (PWM, PWD), EEPROM (EEP), Flaş (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), Seri Çevresel Arayüz (SPI), I2C Bus.

IV. Karmaşık Aygıt Sürücüsü (CDD)

Bu katman, karmaşık sensörler ve aktüatörlerle uğraşmak için özel zamanlamaya ve işlevsel gereksinimlere sahiptir. CDD, karmaşık fonksiyonları işlemek için kullanılır, başka hiçbir katmanda bulunamaz ve mikrodenetleyiciye doğrudan erişme özelliğine sahiptir. Karmaşık işlevler arasında enjeksiyon kontrolü, Elektriksel değerlerin kontrolü, Konum artışı tespiti vb. Yer alır.

AUTOSAR'ın Hedefleri

AUTOSAR, şu an için faydalı olan ve gelecekte de faydalı olacak belirli nedenlerle oluşturulmuştur, hedeflerden bazıları aşağıda listelenmiştir.

• Temel işlevlerin endüstri çapında bir "standart çekirdek" çözümü olarak uygulanması ve standardizasyonu.
• Farklı tedarikçilerden fonksiyonel modüllerin entegrasyonu.
• Yaşam döngüsü boyunca sürecin bakımı kolaydır.
• Platformdan bağımsız olarak farklı araçları ölçeklendirme yeteneği.
• Artıklık aktivasyonu.
• Kullanılabilirlik ve güvenlik gereksinimlerinin dikkate alınması.
• Ağ içindeki bir ECU'dan diğer ECU'lara kolay fonksiyon aktarımı.
• Ticari (COTS) donanımı daha fazla kullanmak.
• Aracın kullanım ömrü boyunca düzenli yazılım güncellemeleri ve yükseltmeleri.

AUTOSAR'ın Faydaları

AUTOSAR, aracın yaşam döngüsünün farklı aşamalarında farklı faydalar sunar

OEM'ler: AUROSAR ile aynı yazılım kodunu farklı OEM'ler için tekrar tekrar kullanabilirsiniz. Farklı tasarımlara uyum sağlamak daha esnektir ve ayrıca üretim süresini ve maliyetini azaltır.

Tedarikçiler: Tedarikçiler fonksiyonel gelişim verimliliklerini artırabilir ve kendilerine uygun iş modellerini oluşturabilirler.

Araç Sağlayıcı: AUTOSAR, araç tedarikçisinin geliştirme süreçlerini standartlaştırmasına yardımcı olan ortak bir arayüze sahiptir.

Yeni Pazara Giriş: Yeni giriş yapanlar için AUTOSAR, endüstri standartlarını anlamalarına ve aynı zamanda kendi iş modellerini oluşturmalarına yardımcı olabilecek şeffaf ve tanımlanmış bir arayüz görevi görür.

AUTOSAR'dan ne bekleyebilirsiniz?

AUTOSAR, otomotiv endüstrisinin çeşitli departmanlarına çeşitli amaçlara hizmet etmek için tasarlanmıştır. Çok yönlü ve esnek olduğu için, bunun dışında pek çok şey yapabilirsiniz, AUTOSAR'ın size verebileceği temel sonuçlardan bazıları, içindeki yazılımı birden fazla birim için yeniden kullanma yeteneğidir ve kullanılan yazılım her zaman değiştirilebilir. AUTOSAR , tüm araç yazılımları için standart bir platform görevi görür ve kendine ait bir uygulaması yoktur.

Temel fonksiyonlara ve arayüz yazılımlarına sahip bir işletim sistemine sahiptir ve ana avantajı, tüm temel yazılımlarda aynı arayüzün kullanılabilmesidir. AUTOSAR'ın işlevleri yazılım bileşenleri olarak sağlanır ve dahil olan tüm bileşenler donanımdan bağımsızdır.