- AUTOSAR - ¿Cómo empezó todo?
- Importancia de AUTOSAR
- Diferentes capas de arquitectura AUTOSAR
- Objetivos de AUTOSAR
- Beneficios de AUTOSAR
- ¿Qué puede esperar a través de AUTOSAR?
AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) se puede definir como una plataforma común para toda la industria automotriz que está diseñada para mejorar el alcance de la aplicación para la funcionalidad del vehículo sin afectar el modelo operativo actual. AUTOSAR es básicamente una arquitectura de software estándar y abierta que fue desarrollada conjuntamente por fabricantes de automóviles, proveedores y desarrolladores de herramientas. En este artículo aprenderemos qué es AUTOSAR y sobre las diferentes capas de su arquitectura.
El lema principal de AUTOSAR es "Cooperar en los estándares, competir en la implementación". Esta arquitectura única se desarrolló con el fin de establecer y mantener un estándar común entre los fabricantes, proveedores de software y desarrolladores de herramientas para que el resultado del proceso pueda entregarse sin necesidad de alteraciones.
AUTOSAR - ¿Cómo empezó todo?
En 2003, la asociación AUTOSAR se formó como una alianza de fabricantes OEM (fabricante de equipos originales), proveedores de automóviles de Tire 1, fabricantes de semiconductores, proveedores de software, proveedores de herramientas y otros. Establecieron AUTOSAR como un estándar industrial abierto para la arquitectura de software automotriz al considerar las diferentes arquitecturas E / E automotrices que estaban presentes y que se vinculan y se formarán en el futuro.
Los 10 socios principales de AUTOSAR son BMW Group, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors, PSA Peugeot Citroen, SiemensVDO, Toyota Motor Corporation y Volkswagen.
Importancia de AUTOSAR
La infraestructura de AUTOSAR no es simple, pero ¿por qué es necesario introducir una infraestructura tan compleja a la industria automotriz? De primera mano ¿Por qué necesitamos AUTOSAR?
A medida que aumenta la demanda de vehículos inteligentes, más seguros y más inteligentes, también aumentará la competencia en la industria automotriz. Toda esta inteligencia y funcionalidad del vehículo no puede ser implementada por una sola autoridad.
Por ejemplo, un automóvil tiene airbags, sistema GPS, integración inteligente, etc. Todas estas características están implementadas en las diferentes ECU (Unidades de Control Electrónico) por diferentes industrias automotrices, por lo que todas las diferentes unidades automotrices deberían poder trabajar mano a mano para Consiga la salida deseada.
Esto también ayuda en el proceso de desarrollo de software, porque hasta hace poco tiempo el software desarrollado para la industria automotriz solo se enfocaba en brindar la funcionalidad del sistema y nunca se preocuparon por los efectos que puede brindar al sistema. Se complicó más debido a muchas funcionalidades en varias ECU en diferentes redes de vehículos. Se convirtió en un problema más crítico con el aumento de procedimientos de desarrollo no estándar. De ahí que hayan desarrollado el AUTOSAR.
Diferentes capas de arquitectura AUTOSAR
Si observa la imagen de arriba, puede identificar que la arquitectura de AUTOSAR está compuesta por tres capas principales que son
- Capa de aplicación
- Entorno de ejecución (RTE)
- Software básico (BSW)
Cada una de estas capas tiene su propio propósito y tiene una operación específica que realizar
Capa de aplicación
La capa de aplicación AUTOSAR consta de varias aplicaciones y componentes de software específicos que están diseñados para realizar una tarea específica según las instrucciones dadas. La capa de aplicación es la capa superior de la arquitectura de software de AUTOSAR, por eso es fundamental para todas las aplicaciones del vehículo. La capa de aplicación comprende tres de los componentes más importantes que deben tenerse en cuenta. Son componentes de software de aplicación, puertos de estos componentes e interfaces de puertos.
Los componentes del software aseguran la funcionalidad del subsistema, que involucra las operaciones y los elementos de datos que requiere el software y los recursos que necesitan los componentes. Y la fuente de la aplicación es independiente de la ubicación de los componentes interactivos, el tipo de ECU en las que se asigna el componente y el número de veces que se crea una instancia del componente en un sistema.
Capa de entorno de tiempo de ejecución (RTE)
La capa del entorno de ejecución crea un entorno adecuado para el funcionamiento de los componentes de software (SWC). El SWC siempre depende de la interfaz proporcionada por el RTE.
Puede considerarse como el centro de comunicaciones entre las ECU que se encuentran dentro de la red. Ayuda a los componentes del software a operar independientemente de los mecanismos y canales de comunicación. El RTE lo está haciendo posible al mapear las relaciones de comunicación entre los componentes que se implementan en las diferentes plantillas, a un mecanismo de comunicación Intra específico como una llamada o un mecanismo de comunicación entre ECU como un mensaje COM.
RTE tiene la responsabilidad de administrar el ciclo de vida del SWC, debe iniciar y apagar las funciones según las necesidades. También actúa como una capa de separación entre el software de aplicación (ASW) y el software de base (BSW) donde el software de base tenía permiso para llamar a cualquier función de API u otros módulos directamente, pero el software de aplicación solo puede comunicarse a través de puertos.
El RTE se genera en dos fases
- Fase de contrato: esta fase es independiente de la ECU y proporciona el contrato entre el software de aplicación y el RTE, es decir, se puede codificar la API de los componentes de ASW.
Ha resultado en un encabezado especificado por el componente ASW que podemos incluir en el código fuente. El archivo de encabezado consta de todas las funciones de la API de RTE que se pueden usar en el ASW y también los tipos de datos necesarios y las estructuras que necesitan los componentes de ASW se declaran en el archivo de encabezado.
- Fase de generación: esta fase se centrará en generar el código concreto para una ECU determinada. Con los componentes ASW y los archivos de encabezado creados en la fase de contrato y todo el código BSW necesario, el código generado se puede compilar en un archivo ejecutable para la ECU.
Software básico (BSW)
La capa de Software Básico se puede definir como el software estandarizado que puede proporcionar servicios a los componentes del software AUTOSAR y también se utiliza para ejecutar la parte funcional del software. El software básico incluye los componentes estandarizados y especificados por ECU.
La capa de software básico se divide en 4 partes principales, a saber, la capa de servicios, la capa de abstracción de la ECU, la capa de abstracción del microcontrolador y los controladores complejos.
Capa de servicio
Es la capa superior de la capa de software básica, proporciona los módulos de software básicos al software de la aplicación y es independiente del microcontrolador y del hardware de la ECU.
La capa de servicio proporciona funciones como
- Servicios de memoria (administración de NVRAM)
- Servicios de diagnóstico (incluido UDS
comunicación y memoria de errores) - Gestión y comunicaciones de la red de vehículos
- Gestión del estado de la ECU
- Sistema operativo (SO)
El montaje de esta capa está especializado para microcontroladores (MCU), partes del hardware de la ECU y sus aplicaciones.
II. Capa de abstracción ECU
Esta capa actúa como una interfaz de la capa de abstracción del microcontrolador que también contiene algunos controladores de dispositivos externos. Tiene acceso a los periféricos y los dispositivos sin importar dónde se encuentren, ya sea dentro o fuera del microcontrolador. También ofrece la API para interactuar con el microcontrolador.
III. Capa de abstracción del microcontrolador (MCAL)
La capa de microcontrolador es la ruta de acceso para comunicarse con el hardware. Esta capa se enmarcó para evitar el acceso directo a los registros del microcontrolador. La capa de abstracción del microcontrolador (MCAL) es una capa de hardware diseñada para garantizar la interfaz estándar a los componentes del software básico. Proporciona valores independientes del microcontrolador para los componentes del software básico y también gestiona los periféricos del microcontrolador.
La MCAL cuenta con un mecanismo de notificación para que pueda soportar la distribución de comandos, respuestas e información a diferentes procesos. Aparte de esto, el MCAL puede incluir algunas de las funciones y dispositivos como E / S digital (DIO), Convertidor analógico / digital (ADC), Modulador de ancho de pulso (De) (PWM, PWD), EEPROM (EEP), Flash (FLS), Capture Compare Uni (CCU), Watchdog Timer (WDT), Serial Peripheral Interface (SPI), I2C Bus.
IV. Controlador de dispositivo complejo (CDD)
Esta capa tiene un tiempo especial y un requisito funcional para tratar con sensores y actuadores complejos. El CDD se utiliza para manejar funciones complejas, no se puede encontrar en ninguna otra capa y tiene la capacidad de acceder directamente al microcontrolador. Las funciones complejas incluyen control de inyección, control de valores eléctricos, detección de aumento de posición, etc.
Objetivos de AUTOSAR
AUTOSAR fue creado por ciertas razones que son útiles para el presente y que también serán útiles en el futuro, algunos de los objetivos se enumeran a continuación.
- Implementación y estandarización de funciones básicas como una solución de “núcleo estándar” para toda la industria.
- Integraciones de módulos funcionales de diferentes proveedores.
- Fácil de mantener el proceso durante todo el ciclo de vida.
- La capacidad de escalar diferentes vehículos independientemente de la plataforma.
- Activación de redundancia.
- Consideración de los requisitos de disponibilidad y seguridad.
- Fácil transferencia de funciones de una ECU a otra ECU dentro de la red.
- Usar más hardware comercial disponible en el mercado (COTS).
- Actualizaciones de software y actualizaciones periódicas durante la vida útil del vehículo.
Beneficios de AUTOSAR
AUTOSAR ofrece diferentes beneficios en diferentes etapas del ciclo de vida del vehículo.
OEM: con AUROSAR puede utilizar el mismo código de software una y otra vez para diferentes OEM. Es más flexible para adaptarse a diferentes diseños y también reduce el tiempo y el costo de producción.
Proveedores: Los proveedores pueden aumentar su eficiencia de desarrollo funcional y crear su propio modelo de negocio que sea adecuado para ellos.
Proveedor de herramientas: AUTOSAR tiene una interfaz común que ayuda al proveedor de herramientas a estandarizar su proceso de desarrollo.
Nuevo participante en el mercado: Para los nuevos participantes, AUTOSAR actúa como una interfaz transparente y definida que puede ayudarlos a comprender los estándares de la industria y también a crear sus propios modelos comerciales.
¿Qué puede esperar a través de AUTOSAR?
AUTOSAR está diseñado para servir varios propósitos a varios departamentos de la industria automotriz. Dado que es versátil y flexible, puede hacer muchas cosas con él aparte de eso, algunos de los resultados básicos que AUTOSAR puede brindarle son la capacidad de reutilizar el software en él para múltiples unidades y el software utilizado se puede intercambiar siempre que sea necesario. AUTOSAR actúa como una plataforma estándar para todos los softwares del vehículo y no tiene aplicación propia.
Tiene un sistema operativo con funciones básicas y software de interfaz y la principal ventaja es que la misma interfaz se puede utilizar en todo el software básico. Las funcionalidades de AUTOSAR se suministran como componentes de software y todos los componentes involucrados son independientes del hardware.