詳解AUTOSAR：什么是AUTOSAR？（理論篇—1）

終于要講到心心念念的AUTOSAR系列專(zhuān)欄了。第一次知道AUTOSAR這個(gè)術(shù)語(yǔ)是在招聘網(wǎng)站上，當時(shí)準備從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)轉向汽車(chē)電子行業(yè)，發(fā)現同樣工作年限的AUTOSAR工程師工資真香！

正好最近的項目有AUTOSAR開(kāi)發(fā)需求，所以準備系統學(xué)習并輸出一些文章，希望可以幫助到此時(shí)同樣在學(xué)習AUTOSAR的朋友。

由于本人也處于學(xué)習和研究階段，如果對AUTOSAR有理解不到位的地方，還請各位大佬在文末留言指正一二。

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為什么需要AUTOSAR

可以從以下三個(gè)方面來(lái)看為什么需要AUTOSAR。

• 電子技術(shù)在動(dòng)力總成控制、底盤(pán)控制、車(chē)身控制以及車(chē)載信息娛樂(lè )系統等各個(gè)部分所占的比重越來(lái)越大，所占整車(chē)成本越來(lái)越高。電子技術(shù)已悄然成為汽車(chē)各方面功能拓展和性能提升的重要技術(shù)支撐。

• 由于汽車(chē)電子硬件系統的多樣性，ECU軟件的開(kāi)發(fā)受到硬件系統的制約，每當需要更新硬件時(shí)，都會(huì )導致ECU軟件重新編寫(xiě)或大規模修改，之后還要進(jìn)行一系列測試，從而導致了高昂的研發(fā)費用與漫長(cháng)的研發(fā)周期。

• 目前，汽車(chē)電子網(wǎng)絡(luò )正向多總線(xiàn)混合網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)方向發(fā)展；電控系統硬件正向專(zhuān)業(yè)化、高集成度、高性能方向發(fā)展，其軟件架構也正向模塊化、平臺化、標準化方向發(fā)展。并且，未來(lái)隨著(zhù)汽車(chē)新能源化和智能化的普及，以及對于一些非功能需求的增加，汽車(chē)電子/電氣系統的復雜度也將進(jìn)一步提升。這都將進(jìn)一步導致新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、成本的急劇增加。整車(chē)廠(chǎng)為了降低汽車(chē)控制軟件開(kāi)發(fā)的風(fēng)險，于是開(kāi)始尋找提高軟件復用度的方法。

為解決上述問(wèn)題，基于先前EAST-EEA項目的研究成果，在2003年，由全球汽車(chē)制造商、零部件供應商及其他電子、半導體和軟件系統公司聯(lián)合建立了汽車(chē)開(kāi)放系統架構聯(lián)盟（AUTomotive Open System ARchitecture，AUTOSAR），并聯(lián)合推出了一個(gè)開(kāi)放化的、標準化的汽車(chē)嵌入式系統軟件架構：AUTOSAR規范。

EAST-EEA項目是ITEA（International Test and Evaluation Association）資助的面向汽車(chē)領(lǐng)域嵌入式系統架構的研究項目，其目標是通過(guò)建立面向汽車(chē)工業(yè)的通用嵌入式系統架構，實(shí)現接口的標準化并提升復雜系統開(kāi)發(fā)的質(zhì)量與效率。最終，EAST-EEA項目定義了一個(gè)分層的軟件架構，并提出了一個(gè)“中間件”的層次來(lái)提供支持嵌入式系統模塊在不同平臺之間移植的接口和服務(wù)；并且，EAST-EEA項目還定義了公共的架構描述語(yǔ)言（Architecture Description Language，ADL）。EAST-EEA項目的研究成果可謂是AUTOSAR規范的雛形。

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AUTOSAR簡(jiǎn)介

AUTOSAR是由全球各大汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)、汽車(chē)零部件供應商、汽車(chē)電子軟件系統公司聯(lián)合建立的一套標準協(xié)議，是對汽車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)一百多年來(lái)的經(jīng)驗總結。從2003年起，AUTOSAR成員共同合作擬定了一個(gè)符合汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)的、開(kāi)放的以及標準化的軟件架構。該架構旨在改善汽車(chē)電子系統軟件的更新與交換，同時(shí)更方便有效地管理日趨復雜的汽車(chē)電子軟件系統。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)AUTOSAR就是一套標準協(xié)議、軟件架構。

實(shí)踐表明，按照該標準開(kāi)發(fā)的汽車(chē)應用軟件具備更好的可擴展性以及可移植性，能夠實(shí)現對現有軟件的重用，大大降低了汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重復性工作，提高了工作效率。

AUTOSAR規范的運用使得不同結構電子控制單元的接口特征標準化，這樣大大縮短了汽車(chē)電子軟件的開(kāi)發(fā)周期，提高了汽車(chē)電子軟件的質(zhì)量。除此之外，AUTOSAR在確保服務(wù)及產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低了汽車(chē)電子軟件開(kāi)發(fā)成本。

AUTOSAR目前尚處于發(fā)展階段，本身還存在許多不足，但來(lái)自全球各大汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)、汽車(chē)零部件供應商和半導體廠(chǎng)商的支持，使得 AUTOSAR聯(lián)盟的規模不斷增長(cháng)。

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AUTOSAR的發(fā)展歷程及應用現狀

AUTOSAR聯(lián)盟從2003年成立至今，成員隊伍不斷壯大，標準內容日臻完美。

AUTOSAR聯(lián)盟成員按等級分為：核心成員（Core Partner）、高級成員（Premium Member）以及合作成員三類(lèi)正式成員，基本涵蓋了世界上各大著(zhù)名整車(chē)廠(chǎng)、零部件公司、半導體公司以及軟件工具提供商。AUTOSAR聯(lián)盟成員如下圖所示：

AUTOSAR規范在國外的應用相較于國內更早、更普遍、更成熟。大眾、博世、通用、德?tīng)柛?、菲亞特等公司已將符合AUTOSAR規范的軟件應用于它們的ECU產(chǎn)品。

• 德國大眾集團與MathWorks、Elektrobit（EB）等公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了符合AUTOSAR規范的車(chē)身舒適控制系統，并應用于帕薩特車(chē)型。

• 瑪涅蒂瑪瑞利公司將AUTOSAR應用于菲亞特汽油發(fā)動(dòng)機平臺，并進(jìn)行了硬件在環(huán)測試和不同工況下2萬(wàn)千米行程的實(shí)車(chē)測試。此外，他們還將AUTOSAR運用于車(chē)燈控制、動(dòng)力總成控制等電控系統。

• ETAS公司成功將寶馬5系發(fā)動(dòng)機管理系統開(kāi)發(fā)為符合AUTOSAR規范的控制系統。開(kāi)發(fā)人員利用ASCET進(jìn)行軟件組件開(kāi)發(fā)，管理軟件組件端口及其運行實(shí)體；使用RTA-OS開(kāi)發(fā)AUTOSAR操作系統，配置、劃分、管理任務(wù)；應用RTA-RTE連接應用層和基礎軟件層；代碼集成后，進(jìn)行了硬件在環(huán)仿真，結果表明與傳統開(kāi)發(fā)方法相比復雜度降低50%。

• 整個(gè)博世集團已將AUTOSAR架構應用于自適應巡航系統ECU、動(dòng)力總成系統ECU、底盤(pán)控制系統ECU和車(chē)身控制模塊（Body Control Module，BCM）的開(kāi)發(fā)，并且今后將運用于更多的ECU開(kāi)發(fā)過(guò)程。

• 近年來(lái)，隨著(zhù)國內新能源汽車(chē)相關(guān)控制器正向開(kāi)發(fā)需求的增長(cháng)，AUTOSAR規范在國內越來(lái)越受到大家的關(guān)注，并且應用需求也越來(lái)越大。目前，上汽、北汽等國內主流整車(chē)廠(chǎng)以及一些零部件供應商都開(kāi)始致力于符合AUTOSAR規范的車(chē)用控制器軟件開(kāi)發(fā)。AUTOSAR規范也有望成為未來(lái)整個(gè)汽車(chē)電子行業(yè)所普遍使用的軟件標準。

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AUTOSAR的特點(diǎn)和優(yōu)勢

AUTOSAR聯(lián)盟自成立至今，一直提倡“在標準上合作，在實(shí)現上競爭”的原則，標準大家共同制定，但具體的實(shí)現方法是由各公司自己去探索的。其核心思想在于“統一標準、分散實(shí)現、集中配置”。

• “統一標準”是為了給各廠(chǎng)商提供一個(gè)開(kāi)放的、通用的平臺；

• “分散實(shí)現”要求軟件系統高度的層次化和模塊化，同時(shí)還要降低應用軟件與硬件平臺之間的耦合；

• “集中配置”是不同的模塊可以由不同的公司去完成開(kāi)發(fā)，但要想完成最終軟件系統的集成，就必須將所有模塊的配置信息以統一的格式集中整合并管理起來(lái)，從而配置生成一個(gè)完整的系統。

采用AUTOSAR將為OEM（主機廠(chǎng)）帶來(lái)很大的好處，使得其對于軟件采購和控制擁有更靈活和更大的權利。因為AUTOSAR不僅在軟件的功能上、接口上進(jìn)行了一系列的標準化，還提出了一套規范化的開(kāi)發(fā)流程與方法，這就使得能有更多的軟件供應商進(jìn)入汽車(chē)電子行業(yè)，大家都遵循同一個(gè)標準去開(kāi)發(fā)，最終比的是產(chǎn)品的功能和質(zhì)量。

與傳統ECU軟件架構相比，AUTOSAR分層架構的高度抽象使得汽車(chē)嵌入式系統軟硬件耦合度大大降低。

AUTOSAR規范的出現，將帶來(lái)如下主要優(yōu)勢：

• 有利于提高軟件復用度，尤其是跨平臺的復用度；

• 便于軟件的交換與更新；

• 軟件功能可以進(jìn)行先期架構級別的定義和驗證，從而能減少開(kāi)發(fā)錯誤；

• 減少手工代碼量，減輕測試驗證負擔，提高軟件質(zhì)量；

• 使用一種標準化的數據交換格式，方便各公司之間的合作交流等。

這些優(yōu)勢對將來(lái)愈發(fā)復雜的汽車(chē)嵌入式系統軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程可謂是大有裨益，在保證軟件質(zhì)量的同時(shí)，可以大大降低開(kāi)發(fā)的風(fēng)險與成本。