詳解AUTOSAR：AUTOSRA軟件架構（理論篇—2）

AUTOSAR規(guī)范主要包括：軟件架構、方法論和應用接口三部分內容。其中，軟件架構是實現(xiàn)軟硬件分離的關鍵，它使汽車嵌入式系統(tǒng)控制軟件開發(fā)者擺脫了以往ECU軟件開發(fā)與驗證時對硬件系統(tǒng)的依賴。

在AUTOSAR軟件架構中，汽車嵌入式系統(tǒng)軟件自上而下分別為：應用軟件層（Application Software Layer，ASW）、運行時環(huán)境（Runtime Environment，RTE）、基礎軟件層（Basic Software Layer，BSW）和微控制器（Microcontroller）。

為保證上層與下層的無關性，通常情況下，每一層只能使用下一層所提供的接口，并向上一層提供相應的接口。如圖下圖所示：

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應用軟件層

應用軟件層（Application Software Layer，ASW）包含若干個軟件組件（Software Component，SWC）（軟件組件在下一篇文章講解），軟件組件間通過端口（Port）進行交互。每個軟件組件可以包含一個或者多個運行實體（Runnable Entity，RE），運行實體中封裝了相關控制算法，其可由RTE事件（RTE Event）觸發(fā)。

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運行時環(huán)境

運行時環(huán)境（Runtime Environment，RTE）作為應用軟件層與基礎軟件層交互的橋梁，為軟硬件分離提供了可能。RTE可以實現(xiàn)軟件組件間、基礎軟件間以及軟件組件與基礎軟件之間的通信。RTE封裝了基礎軟件層的通信和服務，為應用層軟件組件提供了標準化的基礎軟件和通信接口，使得應用層可以通過RTE接口函數(shù)調用基礎軟件的服務。

此外，RTE抽象了ECU之間的通信，即RTE通過使用標準化的接口將其統(tǒng)一為軟件組件之間的通信。由于RTE的實現(xiàn)與具體ECU相關，所以必須為每個ECU分別實現(xiàn)。

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基礎軟件層

基礎軟件層（Basic Software Layer，BSW）可分為四層即：服務層（Services Layer）、ECU抽象層（ECU Abstraction Layer）、微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer，MCAL）和復雜驅動（Complex Drivers），如下圖所示：

可以將基礎軟件層進一步細化，包括：系統(tǒng)服務( System Services)、存儲器服務（Memory Services）、通信服務（Communication Services）等，它們主要用于提供基礎軟件服務，包括標準化的系統(tǒng)功能和功能接口。如下圖所示：

3.1、服務層

服務層（Services Layer）提供了汽車嵌入式系統(tǒng)軟件常用的一些服務，其可分為系統(tǒng)服務（System Services）、存儲器服務（MemoryServices）以及通信服務（Communication Services）三大部分。

提供包括：網絡通信管理、存儲管理、ECU模式管理和實時操作系統(tǒng)（Real Time Operating System，RTOS）等服務。除了操作系統(tǒng)外，服務層的軟件模塊都是與ECU平臺無關的。

3.2、ECU抽象層

ECU抽象層（ECU Abstraction Layer）包括板載設備抽象（Onboard Devices Abstraction） 、存儲器硬件抽象（Memory Hardware Abstraction)、通信硬件抽象（Communication Hardware Abstraction）和I/O硬件抽象（Input/Output Hardware Abstraction）。

該層將ECU結構進行了抽象，負責提供統(tǒng)一的訪問接口，實現(xiàn)對通信、存儲器或者IO的訪問，從而不需要考慮這些資源是由微控制器片內提供的，還是由微控制器片外設備提供的。該層與ECU平臺相關，但與微控制器無關，這種無關性正是由微控制器抽象層來實現(xiàn)的。

3.3、微控制器抽象層

微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer，MCAL）是實現(xiàn)不同硬件接口統(tǒng)一化的特殊層。通過微控制器抽象層可將硬件封裝起來，避免上層軟件直接對微控制器的寄存器進行操作。

微控制器抽象層包括微控制器驅動(Microcontroller Drivers）、存儲器驅動（Memory Drivers）、通信驅動（Communication Drivers）以及I/O驅動（IO Drivers），如下圖所示：

3.4、復雜驅動層

由于對復雜傳感器和執(zhí)行器進行操作的模塊涉及嚴格的時序問題，難以抽象，所以在AUTOSAR規(guī)范中這部分沒有被標準化，統(tǒng)稱為復雜驅動( Complex Drivers）。