En sistemes d'automoció , la complexitat electrònica o elèctrica augmenta. En un vehicle modern, tenen més de 100 unitats de control del motor conegudes com a ECU. Cada ECU inclou una sèrie de funcions que s'han de reformular amb freqüència des de zero un cop canviat el maquinari, com el processador. És molt important que els automòbils independitzin el programari d’aplicacions amb l’ajut del seu maquinari. Per aconseguir-ho, s’executen funcions fonamentals a AUTOSAR per crear i configurar una arquitectura de programari obert destinada a les unitats de control de motors d’automoció. En aquest article es parla d’una visió general d’un AUTOSAR.
Introducció a Autosar
L’AUTOSAR va ser desenvolupat per diferents automòbil empreses fabricants l'any 2003 com BMW, Continental AG, Daimler-Benz, Robert Bosch GmbH, Siemens VDO, per establir una arquitectura oberta estàndard de la indústria per a dispositius elèctrics i electrònics en un automòbil. El mateix any de novembre, la famosa companyia automobilística com Ford es va unir com a soci principal. El mes de desembre es van incorporar Toyota Motor Corporation i Groupe PSA. El febrer de 2008, després de l’obtenció de Siemens VDO Company a través de Continental, va deixar de ser un soci bàsic autònom per a AUTOSAR.
L’any 2003, AUTOSAR ha llançat quatre arquitectures de programari importants per a les indústries de l’automòbil. El treball AUTOSAR es pot dividir en 3 fases. A la fase 1 del 2004 a la 06 es va fer el desenvolupament bàsic, a la fase 2 del 2007 a la 09 es va ampliar el desenvolupament bàsic tant en arquitectura com en metodologia. A la fase 3 del 2010 al 13, es poden fer la protecció i les millores preferides. El treball de la plataforma adaptativa ha començat l’any 2016 i les principals accions de desenvolupament es van publicar finalment en un llançament combinat de Classic, Adaptive & Foundation d’AUTOSAR.
Què és AUTOSAR?
El terme AUTOSAR significa 'Automotive Open System Architecture'. Està estandarditzat, així com l'arquitectura de programari obert per a automoció. Aquesta arquitectura admet les interfícies del programari d’aplicacions i les funcions bàsiques del vehicle. I també ajuda a establir l'arquitectura de programari familiar del sistema de control del motor per a tots els associats d'AUTOSAR.
AUTOSAR s’utilitza per proporcionar avantatges intrínsecs als associats per manejar sistemes elèctrics i electrònics més complexos en un vehicle com la integració simple, canviar les funcions de la xarxa de control del motor complex (ECU) i controlar el cicle de vida de tot el producte.
Aquesta arquitectura de programari d'automoció es va desenvolupar conjuntament a través de diferents fabricants d'automòbils, desenvolupadors d'eines i proveïdors. Aquesta plataforma millorarà les funcionalitats d’un vehicle a la indústria de l’automòbil sense preocupar el model existent.
La unitat de control del motor d'automoció inclou les funcions següents
- Una interfície forta amb el maquinari com actuadors i sensors
- Interfície amb sistemes de bus dins del vehicle
- Inclou el microcontrolador de 16/32 bits
- Memòria Flash interna o externa
- Sistema en temps real
Arquitectura Autosar amb exemple
L’arquitectura de capes AUTOSAR subdivideix el programari en cinc capes. Al principi, observem que un model de capa basat en OSI, però característic, explica la disposició jeràrquica del programari AUTOSAR. Per aquest motiu, es divideix en tres parts, com ara el programari fonamental, l'entorn d'execució i la capa d'aplicacions. A totes les capes, certs mòduls de programari s’abstreuen i aquestes capes es comuniquen a través d’interfícies.
Arquitectura AUTOSAR
El diferents capes de l'arquitectura AUTOSAR s'executa en un microcontrolador com una capa d'aplicació, RTE (entorn d'execució), capa de servei i BSW (programari bàsic), etc. Cada capa inclou mòduls i serveis de programari predefinits per fer que el programari d'aplicació sigui autònom de la unitat de control del motor.
Capa d'aplicació
La primera capa de l'arquitectura AUTOSAR és la capa d'aplicació que admet la implementació de funcionalitats personalitzades. Inclou components de programari i diverses aplicacions per executar tasques exactes segons les instruccions.
Aquesta capa inclou tres components com ara el programari d’aplicacions, els ports del programari i les interfícies de ports. Per a aquests components, l'arquitectura garanteix interfícies estandarditzades dins de la capa d'aplicació. Els components de programari d’aquesta capa ajudaran a generar aplicacions fàcils per donar suport a les funcions del vehicle.
Es pot permetre la interacció entre aquests components a través de ports exactes amb un Bus de funció virtual. Aquests ports facilitaran la interacció entre BSW d'AUTOSAR i components de programari.
Aquesta és una visió general de l’arquitectura d’AUTOSAR i admet subministraments en temps real i restriccions de seguretat. Depenent de la MCU, la plataforma estàndard admet diferents aplicacions, com ara seguretat i xarxes, ja que permet que les unitats de control del motor del vehicle es posin en contacte amb els sensors i els actuadors del vehicle.
RTE (entorn d'execució)
RTE és una capa de middleware que proporciona serveis de comunicació als components del programari d’AUTOSAR i les aplicacions inclouen components del sensor o actuador AUTOSAR. El propòsit principal d’això és fer que els components del programari siguin independents per assignar-los a un sistema de control del motor precís.
Les principals característiques de RTE inclouen les següents.
- És específic per al sistema i aplicació de control del motor.
- Es genera per a cada unitat de control del motor.
- La seva interfície és totalment independent de la unitat de control del motor.
Capa de servei
Aquesta és la capa principal de programari que proporciona diferents funcions com la següent.
- Sistema operatiu
- Servei de memòria
- Comunicació de xarxa per a vehicle
- Gestió estatal de la unitat de control del motor
- Servei de resolució de problemes
Aquesta capa proporciona mòduls i serveis fonamentals de programari per a diferents aplicacions.
Les principals característiques de la capa de servei inclouen les següents.
- Específic per a MCU ( unitat de microcontrolador ) i un element del maquinari de l'ECU
- La interfície és independent tant per a ECU com per a MCU
BSW (programari bàsic)
La capa bàsica de programari inclou tres capes
- Capa d'abstracció de l'ECU
- Controladors complexos
- MCAL (capa d'abstracció de microcontroladors)
Capa d'abstracció de l'ECU
- La interfície amb la capa d’abstracció del microcontrolador i el controlador de dispositiu exterior proporcionen principalment el dret d’entrada als dispositius que es troben a l’interior fora de la MCU.
- La interfície de programació d'aplicacions s'utilitza per a la interfície amb MCU.
- L'objectiu principal d'aquesta capa és crear una capa de programari superior independent per al disseny del maquinari de la unitat de control del motor.
Les principals característiques de la capa d'abstracció de l'ECU són les següents.
- El muntatge pot dependre del maquinari de l'ECU, mentre que independent de l'MCU
- La interfície d’ordre alt pot ser independent per a les unitats de maquinari MCU i ECU
Controladors complexos
Aquestes capes s'utilitzen per a funcions amb múltiples facetes que no estan disponibles en altres capes. Aquesta capa pot accedir directament a la MCU. Els principals exemples són el control de valors elèctrics, control d'injecció , detecció d'augment de posició, etc.
El propòsit principal és complir funcions particulars i necessitats de sincronització desitjades per operar sensors compostos i actuadors.
Les principals característiques dels controladors complexos són les següents.
- El muntatge depèn molt de l’ECU, l’MCU, etc.
- La interfície d'alt ordre es pot muntar i estandarditzar basant-se en la interfície d'AUTOSAR
MCAL (capa d'abstracció de microcontroladors)
S’accedeix directament a aquest mòdul de programari perifèrics MCU amb xip i dispositius exteriors mapats amb memòria. L’objectiu principal és crear una capa de programari superior independent per a MCU.
Les principals característiques d’MCAL són les següents.
- El muntatge depèn de la MCU
- La interfície d'ordre alt no depèn de l'MCU.
Objectius d'AUTOSAR
Els principals objectius d’AUTOSAR són els següents.
- Activació de la redundància
- Les funcions d'un ECU a un altre ECU es poden fer a la xarxa
- Manteniment durant tot el cicle de vida del producte
- Incorporació de mòduls funcionals de molts proveïdors
- Augment de la utilització del maquinari COTS.
- Actualitzacions de programari durant la vida útil de l'automòbil.
- Escalabilitat a diversos automòbils
- Implementació de funcions essencials com una solució bàsica típica de tota la indústria
- Requisits de seguretat
Avantatges i desavantatges d’AUTOSAR
Els avantatges d’AUTOSAR inclouen els següents.
- L'intercanvi de programari pot ser possible entre diferents empreses
- Reutilització del component de programari
- L'arquitectura bàsica del programari està en capes.
- Coherència de les interfícies
- Interoperabilitat
- El codi del programari es pot reutilitzar.
- La flexibilitat de disseny és més
- Es reduirà el cost i el temps de desenvolupament
- L'eficiència es pot augmentar dins del desenvolupament funcional
- La transparència i les interfícies diferents permetran nous models de negoci.
Els desavantatges d’AUTOSAR són els següents.
- Complexitat
- Inversió inicial
- Corba d'aprenentatge
Aplicacions d'AUTOSAR
Les aplicacions de l'arquitectura Autosar inclouen el següent.
- Infotainment
- Sensors com LIDAR i RADAR
- Manteniment predictiu
- Electrificació
- Funcions ADAS amb càmera
- v2x
- Actualitzacions de mapes
- Aplicacions per a automoció
Preguntes freqüents
1). Què és AUTOSAR?
L’arquitectura de sistemes oberts per a automoció és un tipus d’arquitectura de programari per a automoció, desenvolupada per diferents proveïdors, fabricants d’automòbils, etc.
2). Quin és el propòsit d’AUTOSAR?
Això permet utilitzar un disseny de programari basat en un model de components per a un sistema vehicular.
3). AUTOSAR és un sistema operatiu?
No, però té una especificació per al sistema operatiu.
4). Quin és el paper de RTE a AUTOSAR?
S'utilitza per proporcionar els serveis d'infraestructura que permeten la comunicació entre els components de programari que accedeixen a mòduls fonamentals de programari com el sistema operatiu i servei de comunicació.
5). Quines són les capes de l'arquitectura AUTOSAR?
Hi ha tres tipus de capes com RTE, capa de servei i programari bàsic.
6). Qui va desenvolupar aquesta arquitectura AUTOSAR?
És desenvolupat per desenvolupadors d'eines, proveïdors d'automòbils i els seus fabricants.
7). Com aprendre AUTOSAR?
En primer lloc, apreneu els conceptes bàsics de persones experimentades i comenceu a fer projectes per desenvolupar els ECU en funció de la seva arquitectura. A més, feu algunes mostres a Matlab i passeu pel codi generat.
Per tant, tot es tracta una visió general d’AUTOSAR . És una arquitectura de programari d’automòbil estandarditzada, desenvolupada per diversos fabricants i proveïdors d’automòbils. L'objectiu principal d'això és configurar una capa entre el programari d'aplicació i el maquinari de l'ECU. Per tant, aquest programari és principalment independent de qualsevol microcontrolador preferit, així com del fabricant de vehicles, per fer-lo reutilitzable per a diversos sistemes de control de motors individuals. Aquí teniu una pregunta, quina és la forma completa d’AUTOSAR?
