詳解AUTOSAR：AUTOSRA軟件架構（理論篇—2）

AUTOSAR規范主要包括：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(shí)現軟硬件分離的關(guān)鍵，它使汽車(chē)嵌入式系統控制軟件開(kāi)發(fā)者擺脫了以往ECU軟件開(kāi)發(fā)與驗證時(shí)對硬件系統的依賴(lài)。

在A(yíng)UTOSAR軟件架構中，汽車(chē)嵌入式系統軟件自上而下分別為：應用軟件層（Application Software Layer，ASW）、運行時(shí)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(wú)關(guān)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(gè)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(guò)端口（Port）進(jìn)行交互。每個(gè)軟件組件可以包含一個(gè)或者多個(gè)運行實(shí)體（Runnable Entity，RE），運行實(shí)體中封裝了相關(guān)控制算法，其可由RTE事件（RTE Event）觸發(fā)。

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運行時(shí)環(huán)境

運行時(shí)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(shí)現軟件組件間、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(wù)，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(guò)RTE接口函數調用基礎軟件的服務(wù)。

此外，RTE抽象了ECU之間的通信，即RTE通過(guò)使用標準化的接口將其統一為軟件組件之間的通信。由于RTE的實(shí)現與具體ECU相關(guān)，所以必須為每個(gè)ECU分別實(shí)現。

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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(wù)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(dòng)（Complex Drivers），如下圖所示：

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

3.1、服務(wù)層

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

提供包括：網(wǎng)絡(luò )通信管理、存儲管理、ECU模式管理和實(shí)時(shí)操作系統（Real Time Operating System，RTOS）等服務(wù)。除了操作系統外，服務(wù)層的軟件模塊都是與ECU平臺無(wú)關(guān)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(jìn)行了抽象，負責提供統一的訪(fǎng)問(wèn)接口，實(shí)現對通信、存儲器或者IO的訪(fǎng)問(wèn)，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(guān)，但與微控制器無(wú)關(guān)，這種無(wú)關(guān)性正是由微控制器抽象層來(lái)實(shí)現的。

3.3、微控制器抽象層

微控制器抽象層（Microcontroller Abstraction Layer，MCAL）是實(shí)現不同硬件接口統一化的特殊層。通過(guò)微控制器抽象層可將硬件封裝起來(lái)，避免上層軟件直接對微控制器的寄存器進(jìn)行操作。

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

3.4、復雜驅動(dòng)層

由于對復雜傳感器和執行器進(jìn)行操作的模塊涉及嚴格的時(shí)序問(wèn)題，難以抽象，所以在A(yíng)UTOSAR規范中這部分沒(méi)有被標準化，統稱(chēng)為復雜驅動(dòng)( Complex Drivers）。