一种AUTOSAR软件架构实现方法与流程

本发明涉及车辆网络技术领域，尤其涉及一种autosar软件架构实现方法。

背景技术：

汽车开放系统架构(automotiveopensystemarchitecture，autosar)是一个开发的标准化的汽车软件架构，主要由应用层(applincationlayer)、运行环境(runtimeenvironment，rte)、服务操作系统层(basicsoftwarelayer，bswlayer)及电子控制单元硬件(electroniccontrolunithardware，ecuhardware)组成。

其中，bswlayer及rte目前已经有很多主流供应商能够提供较为成熟的解决方案，如vector、etas、mentor等，国内的有普华软件等。这些供应商的解决方案大多能够支持到autosar4.1.3以上版本，基本能够满足目前国内对autosar的开发需求。当然，autosar软件包及配套工具较为昂贵，一些小企业也很难承担autosar所带来的费用问题，目前国内只有个别大的原始设备制造商(originalequipmentmanufacturer，oem)及零部件供应商在开始展开autosar相关的研发工作，大多也处于起步阶段，实际采用autosar技术并且已经量产的项目非常之少。

autosar的初衷是屏蔽底层硬件资源分配、统一配置方法、解决模块之间耦合性过高的问题，其本质是有利于策略层的标准化开发，最终实现分布式开发，提高软件开发效率及降低维护成本。在当今日益复杂的嵌入式系统开发中，该理念显得益发重要。当bsw及rte方案确定后，applicationlayer的应用却千变万化，不同控制器如何进行模块划分，如微控制单元((microcontrollerunit，mcu)、车辆控制单元(vehiclecontrolunit，vcu)、电池管理系统(batterymanagementsystem，bms)、百度车载计算平台(baiducomputingunit，bcu)…这些控制器的功能千差万别，模块的划分，系统的大小差异很大，这些完全需要由不同系统策略开发则自行决定，没有统一定论。然而对模块在autosar中的软件控制(softwarecontrol，swc)的理论是统一的，策略程序要考虑最主要的问题是如何来生成applicationswc及swc与rte的融合问题。

对于如何解决applicationlayer实现问题，主流的autosarapplicationswc开发有两种：1、“自上而下”，2、“自下而上”。

“自上而下”的方法是先由rte去生成模块arxml文件，再由arxml生成swc框架，之后将swc框架结合模型生成swc，接着由swc完整模块生成autosar代码，最后与rte代码一起参与编译。

“自下而上”的方法是从仿真模块(simulinkmodule)出发，每个模块单独按照autosar方法去配置并生成swc代码及arxml文件，再由arxml与rte结合生成rte代码，最后由rte及swc生成的代码一起编译。

上述两种方法论很简单，但实际应用起来问题会非常多，两种方法各有优缺点。

“自上而下”的方法，该方法有如下优点：1、能够实现rte的统一管控，避免各swc输入输出不匹配问题；2、asw模块开发人员可以延续传统模块开发方式，可以忽略autosar的存在；3、有利益autosar架构的自动化实现，提高开发效率。该方法的缺点是必须配套一系列的自动化开发工具，否则autosar配置将会是一个人工无法完成的任务。

“自下而上”的方法，该方法在实际实现过程中存在诸多缺点：1、各模块首先要明确模块输入(inport)、输出(outport)、输入接口(inputinterface)、输出接口(outputinterface)、可运行(runnable)、事件(event)等属性，对一个不断迭代的开发系统，input、output实际是会不断变化的，在分布式开发系统中，这将会给autosar软件集成带来灾难的后果，各模块直接的输入输出不匹配将导致系统无法集成，进入集成—模块更新—集成—模块更新的死循环，极大降低增加工作量及维护难度；2、在分布式开发系统中，此方法对模块开发人员要求较高，必须掌握swc方法论及配置方法，或者需要asw增加autosar架构专职管控或维护人员，进而导致asw开发成本增加。该方法的优点是如果asw架构开发或管控比较到位，对rte集成人员的工作量会降低。

因此，亟需一种高效的autosar软件架构实现方案。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明涉及一种高效的autosar软件架构实现方法。

本发明采用如下技术方案：

一种高效的autosar软件架构实现方法，包括：

步骤s1、由所述原始数据协议和所述原始仿真模块生成数据管理文件，所述数据管理文件包括多个软件控制模块的数据定义信息；

步骤s2、根据预设的标准模板对所述数据管理文件进行数据匹配检测，以将所述数据管理文件中的错误信息进行标注并提供给开发者进行修正更新；

步骤s3、由经过修正更新后的所述数据管理文件生成所述autosar软件的配置架构文件；

步骤s4、将所述配置架构文件导入所述rte配置工具中进行所述autosar软件的系统配置并得到一第一系统配置文件，同时根据所述配置架构文件生成所述autosar软件的应用架构模型；

步骤s5、将所述第一系统配置文件和所述autosar软件的基础软件层内的rte文件一起进行系统配置并得到一第二系统配置文件，同时结合所述应用架构模型和所述原始仿真模块生成所述autosar软件的仿真应用模型；

步骤s6、通过所述rte配置工具导入所述第二系统配置文件并生成rte代码，同时通过所述原始仿真模块根据所述仿真应用模型生成所述autosar软件的仿真应用代码；

步骤s7、将所述rte代码和所述仿真应用代码导入一软件工程编译工具中进行编译并得到所述autosar软件的软件架构。

优选的，所述数据定义信息包括关联于所述swc模块的输入信号、输出信号、接口、界面、数据元素、线程以及事件。

优选的，所述预设的标准模板包括预设的多个软件控制模块的标准数据定义信息，所述标准数据信息包括关联于所述软件控制模块的标准输入信号、标准输出信号、标准接口、标准界面、标准数据元素、标准线程以及标准事件。

优选的，所述预设的标准模板为excle格式模板。

优选的，由所述原始数据协议自动生成所述数据管理文件。

优选的，所述步骤s1中，由所述原始仿真模块手动生成所述数据管理文件。

本发明的有益效果：能够实现rte的统一管控，避免各软件控制模块的输入输出不匹配问题；软件控制模块开发人员可以延续传统模块开发方式，可以忽略autosar的存在；有益于autosar架构的自动化实现，提高开发效率；无须配套一系列的自动化开发工具，高效实现autosar配置。

附图说明

图1为本发明的一种优选实施例中，autosar软件架构实现方法的流程示意图；

图2为本发明的一种优选实施例中，autosar软件架构实现方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

如图1-2所示，一种autosar软件架构实现方法，应用于采用rte配置工具生成autosar软件的过程中；所述rte配置工具中预设有原始数据协议(dbc/ldf文件)以及原始仿真模块(simulink模块)，还包括：

步骤s1、由所述原始数据协议和所述原始仿真模块生成数据管理文件，所述数据管理文件包括多个软件控制模块的数据定义信息；

步骤s2、根据预设的标准模板对所述数据管理文件进行数据匹配检测(创新点1)，以将所述数据管理文件中的错误信息进行标注并提供给开发者进行修正更新；

步骤s3、由经过修正更新后的所述数据管理文件生成所述autosar软件的配置架构文件(.arxml)(创新点2)；

步骤s4、将所述配置架构文件导入所述rte配置工具中进行所述autosar软件的系统配置(autosaraswsystem配置)并得到一第一系统配置文件，同时根据所述配置架构文件生成所述autosar软件的应用架构模型(创新5)；

步骤s5、将所述第一系统配置文件和所述autosar软件的基础软件层内的rte文件一起进行系统配置并得到一第二系统配置文件(创新3/4)，同时结合所述应用架构模型和所述原始仿真模块生成所述autosar软件的仿真应用模型；

步骤s6、通过所述rte配置工具导入所述第二系统配置文件并生成rte代码，同时通过所述原始仿真模块根据所述仿真应用模型生成所述autosar软件的仿真应用代码；

步骤s7、将所述rte代码和所述仿真应用代码导入一软件工程编译工具中进行编译并得到所述autosar软件的软件架构。

在本实施例中，开发流程如下：

首先由原始数据协议(dbc/ldf文件)自动生成数据管理文件(ddfile)，同时由原始simulink模式手动生成数据管理文件；

数据管理文件通过后台自动检测功能进行数据匹配检测(创新点1)，如果检测发现数据存在问题会自动标注，直到所有数据检查无误；

由ddfile自动生成autosar配置架构文件(.arxml)(创新点2)，该文件为后续autosarrte架构的搭建及autosarmodle的自动生成打下基础；

由上步autosar配置架构文件导入rte配置工具进行autosaraswsystem配置，同时由autosar架构文件自动生成autosar架构模型(创新5)；

autosaraswsystem配置完成之后需要与bswrte文件一起进行autosarrtesystem配置(创新3/4)，同时autosar架构模型需要与原始appmodels结合生成autosarappmodels；

由配置工具将autosarrtesystem生成rtecode，同时simulink需要将autosarappmodels生成autosarappcode；

最后将rtecode及autosarappcode同时导入整个软件工程中进行编译集成生成最终软件(.hex/.a2l)。

创新1解决如何实现swc输入输出管理及各swc之间信号的协调统一问题。具体解决方案如下：

swc之间输入输出信息号的协调是一个技术问题，在分布式系统中，模块的输入输出会不断变更，有信号的增减、信号名称的变更，同时对一个复杂模块而言，动则上百或数百个信号，同时与数十个模块由交互，由此，系统中任何一个模块由信号变更时都会队其他模块带来影响。由此，在开发过程中，对模块信号的维护是个技术难题，长期来看对工作量及信号输入输出的准确性都是一个考验。本发明在传统通过excel数据维护方法上开发一套模块子检查系统，大大减低信号难度，提高开发效率。

创新1的技术效果如下：各swc都有上述定义本模块input、outputdata的excel模板，首先各自手工定义本模块的outputdata部分，及数据源必须来自于各swcoutput的信号，之后通过该管理系统“refresh”之后，需要input的信号可以在本excel自行选配，从而避免input与output不匹配问题。同时，本系统增加数据检查功能，通过“variablecheck”功能，可以检查本excel中input的数据都能够找到数据源，如果找不到数据源，本数据全部标红显示，由此避免其他节点信号更改而导致本模块数据失效问题。

创新2解决如何实现swcport、interface、dataelements、runnable、event的生成问题。具体解决方案如下：

如何实现swcport、interface(界面)、dataelements(数据元素)、runnable(线程)、event(事件)的生成问题。按照autosar的方法论，是需要手动为每个swc定义相应的port、interface、dataelements、runnable、event，对应大型的模块定义上述功能将会是一个极大的工作量，再加上一个系统数十个模块、模块的不断迭代带来的工作量，这些都是人工无法承受的，并且效率低下。发明提出一种自动化实现上述定义方案：立足于问题1中swc数据定义，通过自动化工具生成swc配置文件。

创新2的技术效果如下：

生成arxml文件导入rte工具链，结果证明高效的解决了swc生成问题。

创新3解决如何实现rte中通讯相关signal与asw之间的mapping关系问题。具体解决方案如下：

如何实现rte中通讯相关signal与asw之间的mapping关系问题。对一个大型嵌入式开发系统，所涉及到的信号动则上千个之多，底层配置好signalgroup之后，上层如何去mapping这些信号是一个工作量极大的问题，每一个信号的配置都需要从上千个信号列表中选中并配置，数千个信号的配置工作将会使人工不堪重负，准确性也没保障，同时在开发过程中，系统数据协议会发生多次变更，维护工作艰难。本发明提出采用自动化配置工具来完成该项工作，极大的提供工作效率和准确性。方案如下：首先通过rteconfiguration工具对信号进行预配置，给每个aswinput、output信号随意mapping一个comsignal，该步骤的目的是为了工具能够找到需要去mapping的asw信号，此步骤无法替代。之后保持工程，在工程源文件找到该arxml配置文件，通过工具自动修改上述步骤中mapping过的信号。

创新3的技术效果如下：

arxml文件中具体变更内容，自动更新之后导入arxml文件导入rteconfiguration工具显示，结果证明高效的解决了signalmapping问题。

创新4解决如何实现inport&outport的mapping关系问题。具体解决方案如下：

如何实现inport&outport的mapping。每个模块的inport、output配置好之后，需要通过rte进行mapping，通过手工mapping将会是一个繁琐的工作，本发明提出通过自动配置方式自动生成portmapping文件。方案如下：通过每个swc数据管理文件中所填写的inport信息，通过工具自动生成portmapping配置文件，该工具会自动搜索每个swc中的数据管理文件中所引入的input，之后汇总生成一个portmapping文件。

创新4的技术效果如下：

工具自动处理pp、rpmapping文件之后，将arxml文件导入rteconfiguration工具，效果显示高效的解决了portmapping问题。

创新5解决如何swcautosar模块框架的生成问题。具体解决方案如下：

如何swcautosar模块框架的生成问题。通过自动化工具生成每个swc的arxml配置文件之后，需要通过该配置文件自动生成swcautosar模块框架。本文提出通过自动化工具实现该生成过程。

创新5的技术效果如下：

根据自动框架模型，结果证明高效的解决了autosar模型框架自动生成问题。

本发明能够实现rte的统一管控，避免各软件控制模块的输入输出不匹配问题；软件控制模块开发人员可以延续传统模块开发方式，可以忽略autosar的存在；有益于autosar架构的自动化实现，提高开发效率；无须配套一系列的自动化开发工具，高效实现autosar配置。

较佳的实施例中，所述数据定义信息包括关联于所述swc模块的输入信号、输出信号、接口、界面、数据元素、线程以及事件。

较佳的实施例中，所述预设的标准模板包括预设的多个软件控制模块的标准数据定义信息，所述标准数据信息包括关联于所述软件控制模块的标准输入信号、标准输出信号、标准接口、标准界面、标准数据元素、标准线程以及标准事件。

较佳的实施例中，所述预设的标准模板为excle格式模板。

较佳的实施例中，所述步骤s1中，由所述原始数据协议自动生成所述数据管理文件。

较佳的实施例中，所述步骤s1中，由所述原始仿真模块手动生成所述数据管理文件。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，根据本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。