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[游戏开发]Adaptive AUTOSAR和Classic AUTOSAR

1.Adaptive AUTOSAR和Classic AutoSAR特点

Classic AutoSAR是基于强实时性的嵌入式OS上开发出来的软件架构,能满足传统汽车定制化的功能需求,且能很好胜任;

但是一旦要汽车接入网络,网络很可能有延迟、干扰,很可能无法满足强实时性,这种情况下Classic AutoSAR就无能为力了,Adaptive AUTOSAR就诞生了。

由于Adaptive AUTOSAR安全级别基本还停留在ASIL-B(最高是D),所以很多需要强安全级别的ECU当下还是需要Classic AutoSAR(能满足ASIL-D)来实现。

  • 对比结果如下:
    在这里插入图片描述
    AP和CP AutoSar关系如下:
  • Adaptive Autosar 不是针对Classic Autosar的升级替换,它的出现主要面对汽车更复杂的需求,包括自动驾驶、车联网以及域控制等
  • 而传统的ECU依然采用Classic Autosar进行开发,同时他们共存在未来智能汽车中,他们可以通过以太网进行交互。

2.Adaptive AUTOSAR和Classic AutoSAR对比

基于Autosar经典平台开发的汽车控制器,具有如下特点:

  • (1)硬实时,可在us时间内完成事件的实时处理,硬实时任务必须满足最后期限的限制,以保证系统的可靠运行。
  • (2)高功能安全等级,其可达到ASIL-D的安全等级。
  • (3)对CPU、RAM或Flash等资源具有较低的占用率。
  • (4)软件功能通常是固化不可动态变更的。

Apdative Autosar作为异构软件平台的软件架构,Adaptive AUTOSAR主要用于域控制器,可以成为连接Classic AutoSAR和Linux这样的非实时OS的桥梁,其具有如下特点:

  • 1、软实时,具有毫秒级内的最后期限,且偶尔错过最后期限也不会造成灾难性后果。

  • 2、具有一定的功能安全要求,可达到ASIL-B或更高。

  • 3、与经典平台不同的是,它更适用于多核动态操作系统的高资源环境,如QNX。

  • Adaptive Autosar与Classic Autosar相比,虽实时性要求有所降低,但在保证一定功能安全等级的基础上,大大提高了对高性能处理能力的支持,以支持智能互联应用功能的开发,因此C++将成为Adaptive Autosar平台的主要开发语言。
    在这里插入图片描述

  • AUTOSAR Adaptive的一个主要功能是通信层ara::com,它负责AUTOSAR Adaptive应用之间的通信,也负责与汽车中其他ECU之间的通信。
    在这里插入图片描述

  • AUTOSAR Adaptive还为诊断、信息安全和功能安全提供功能支持。

  • 这与AUTOSAR Classic基础软件非常相似,但是有一些架构和技术上的区别,例如ara::com是一个面向服务的中间件,这使得在运行期间动态创建通信路径成为可能,这种动态性是ECU运行期间安装软件的前提。
    然而在AUTOSAR Classic中,需要首先修改通信矩阵,然后才能让ECU接收或发送新的内容。
    使用面向服务的方法,可以动态建立服务的订阅,从而实现硬件驱动和上层软件更严格的分离,使得汽车中独立于硬件的应用变得高度可移植。

  • 与基于AUTOSAR Classic的ECU相比,这种方式更加优化了资源配置。
    例如,在开发阶段,如果某个ECU的资源达到上限,可以在不更改硬件的情况下把软件轻松地移植到另一个或另几个ECU上,软件组件在不同车型上的重用性大大提升。

  • 在AUTOSAR Adaptive项目中,软硬件隔离使得OEM和供应商之间的任务分配有了新的变化。
    从前一个功能块通常被作为汽车中的一个物理设备来订购,现在完全可以做到只采购软件。
    为了实现这种方式,每个AUTOSAR Adaptive应用都是一个独立的二进制文件,应用开发将独立于ECU开发。
    通过安装应用商店的应用,汽车司机自己也可以成为一个软件集成者。

  • 但假如运行的系统出现了故障,谁该为此负责呢?未经测试的应用组合可以被安装在车辆上,这种情形和传统的ECU集成要求相冲突,AUTOSAR Classic下每一个配置都需要经过彻底的测试。

  • 为了避免测试AUTOSAR Adaptive上所有应用的组合,必须保证应用之间无干扰。
    操作系统可以保证安全相关的应用不会超过内存上限。
    为了达到这个目的,操作系统提供硬实时调度方法,为应用定义内存上限和最差情况执行时间。因为没有与硬件的直接交互,中断导致的负载变化变得不再重要。

  • Adaptive Autosar的出现并不是为了取代Classic Autosar平台,而是针对不同的应用场景实现两者的共存和协作,Classic Autosar平台支持高安全性和高实时性的应用场景,因此对于深度嵌入式的软件功能需部署运行在经典平台上;

  • 而Adaptive Autosar则支持大数据的并行处理,所以对于高性能运算的功能则需要运行在Adaptive平台上

Simulink中CP和AP的对比

  • 看到其中的RTE在Classic Autosar中,而ARA(Autosar Run-time For Adaptive)是Adaptive Autosar的实时运行环境
  • 他们主要区别是 Classic RTE基本是静态配置的,而Adaptive ARA则是动态的,并且Application就像我们在电脑上安装软件一样可以安装、升级、卸载。
    在这里插入图片描述
    Vector中AP和CP的对比
  • Adaptive Autosar中保留了部分Classic的基础服务,例如诊断、网络管理等,而新增了很多新的服务如升级与配置、健康管理、执行管理、状态转移等。
  • 操作系统由之前的Autosar OS 变为POSIX(可移植操作系统)如Linux等。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

3.AP架构说明

  • 架构分层主要分为硬件层,基础服务层,ARA(实时运行环境),以及应用层。
    在这里插入图片描述

  • 基础服务层中,主要服务包括,通信服务(COM)、加密服务(crypto)、日志记录服务(Log)、诊断服务(Diag)、存储服务(Per)、状态管理(SM)、执行管理(Exec)、时间同步(Tsync)、升级配置管理(UCM)等
    在这里插入图片描述

4.AP关键点

关键概念1:一切都是OS中的进程
在这里插入图片描述

关键概念2:面向服务的进程间通讯
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服务接口可以包含:

  • 方法(函数)
  • 时间(消息)
  • 字段(数据)
    在这里插入图片描述
    关键概念3:以C++为方式实现
    在这里插入图片描述

5.AP基础服务介绍

进程管理

  • Application就是OS的一个一个进程
  • Autosar 采用一个Manifest用来配置管理这些进程信息,包含平台相关的信息,恢复操作以及与服务或库相关的依赖关系,Instance配置文件主要包含静态的信息,这里会配合执行管理Exec、升级与配置管理UCM以及状态管理SM等来配合管理进程。
    在这里插入图片描述

通信服务ara::com

  • 采用Proxy/Skeleton的通信架构,同时采用中间件SOME/IP。
    具体服务请求方式如下图(vector图)所示:1. 代理请求服务–2.服务传输–3.调用服务–4.结果响应–5.获取结果。
    在这里插入图片描述
    具体事件请求过程如下:1.服务端事件请求–2.事件传输–3.事件存储–4.用户事件处理。
    在这里插入图片描述

执行管理 ara::em

  • 执行管理负责系统初始化以及Adaptive Applications的启动和关闭。
  • 它使用Manifest文件中包含的信息来执行这些任务,包括何时以及如何启动可执行文件。
    启动阶段:进行OS的启动,根据应用的manifest文件中的描述,进行应用程序的启动与执行。
    运行阶段:使应用运行在状态机所期望的状态,并监测状态机状态的改变和进程的终止。
    关闭阶段:在操作系统中结束应用实例的进程。

诊断管理ara:diag

  • Adaptive Autosar也同样使用UDS诊断服务,只是物理层采用以太网方式,同时也可以看到应用层通过com服务来请求诊断服务。
    在这里插入图片描述

存储管理ara::per

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加:2022-04-15 00:35:02  更:2022-04-15 00:35:14 
 
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