AUTOSAR(Automotive Open System Architecture,汽車開放系統架構)是一種全球性的汽車行業標準,旨在為汽車電子控制單元(ECU)的軟件架構建立開放、標準化的平臺。它由全球主要汽車制造商、零部件供應商和工具開發商共同制定和維護,其核心理念是通過標準化接口和模塊化設計,實現汽車軟件的可重用性、可互換性和可擴展性,從而降低開發復雜性、縮短開發周期并提高軟件質量。
AUTOSAR架構主要分為三層:
- 應用層(Application Layer):這是最上層,包含具體的汽車功能軟件組件(SWC),如發動機控制、車身電子、自動駕駛算法等。這些組件通過標準化的接口(AUTOSAR接口和標準化的AUTOSAR運行時環境RTE)進行通信,獨立于底層硬件。
- 運行時環境(Runtime Environment, RTE):作為中間層,RTE是AUTOSAR的核心,它充當應用層軟件組件與基礎軟件層之間的通信橋梁。RTE實現了軟件組件間的虛擬功能總線(VFB)通信,使得組件開發者無需關心數據具體在哪個ECU上傳輸或處理,實現了軟硬件解耦。
- 基礎軟件層(Basic Software Layer, BSW):這是最底層,提供標準化的基礎服務,使上層應用軟件無需直接操作硬件。BSW進一步細分為服務層、ECU抽象層、微控制器抽象層和復雜驅動層,負責系統服務、內存管理、通信協議棧(如CAN、LIN、Ethernet)、診斷服務等。
應用軟件服務在AUTOSAR框架中扮演著至關重要的角色。它們并非指最終用戶可見的應用程序,而是指AUTOSAR標準為應用層軟件組件提供的一系列標準化、可配置的底層支持服務,主要由基礎軟件層中的服務層(Services Layer)提供。這些服務使得應用軟件開發者能夠專注于業務邏輯的實現,而無需重復開發底層通用功能。主要應用軟件服務包括:
- 系統服務:如操作系統(OS)服務(任務管理、中斷處理等)、錯誤管理器(Dem)、看門狗管理器(WdgM)和ECU狀態管理器(EcuM),確保系統的可靠運行和狀態管理。
- 通信服務:提供統一的通信棧(COM Stack)服務,包括通信(Com)、診斷通信管理器(Dcm)、網絡管理(Nm)等,支持車內網絡(如CAN FD、Ethernet)和診斷協議(如UDS)的標準化訪問。
- 內存服務:通過非易失性存儲器管理器(NvM)提供標準化接口,用于存儲和讀取應用數據、診斷事件等信息,確保數據在斷電后得以保存。
- 診斷服務:集成了診斷事件管理器(Dem)和功能抑制管理器(Fim),為應用軟件提供統一的故障診斷、事件存儲和功能降級管理接口。
- 加密服務:隨著汽車網絡安全日益重要,加密服務(如Crypto Service Manager, CSM)為應用軟件提供標準的加密、解密、簽名驗證等安全原語,保障通信和數據安全。
而言,AUTOSAR通過其分層的、標準化的架構,特別是其豐富的應用軟件服務,為汽車電子軟件開發帶來了革命性的變化。它使得汽車軟件能夠像計算機軟件一樣實現高度的模塊化和平臺化,支持來自不同供應商的軟件組件的集成,極大地促進了汽車電子系統的創新、協同開發和長期維護,是面向未來智能網聯汽車和軟件定義汽車(SDV)的基石性技術框架。