Autóipari beágyazott rendszerek. AutoSAR Platform

Átírás

1 Autóipari beágyazott rendszerek AutoSAR Platform 1

2 Az AutoSAR Architektúra Software Component Application Software Component Actuator Software Component Sensor Software Component Software... Runtime Environment (RTE) Application Software Component Standard Software API 2 VFB & RTE relevant API 1 RTE relevant API 0 API 3 Private s inside Basic Software possible Standardized Operating System Standardized Standardized Services Standardized Standardized Communication Standardized Basic Software ECU-Hardware ECU Abstraction Standardized Standardized Microcontroller Abstraction Complex Device Drivers 2

3 Az AutoSAR Architektúra A basic software Application a platform Software funkciók (operációs Software Component rendszer, Component kommunikáció, stb.) megvalósításáért felel Actuator Software Component Sensor Software Component Software... Runtime Environment (RTE) Application Software Component Standard Software API 2 VFB & RTE relevant API 1 RTE relevant API 0 API 3 Private s inside Basic Software possible Standardized Operating System Standardized Standardized Services Standardized Standardized Communication Standardized Basic Software ECU-Hardware ECU Abstraction Standardized Standardized Microcontroller Abstraction Complex Device Drivers 3

4 Az AutoSAR Architektúra Software Component Application Software Component Actuator Software Component Sensor Software Component Software... Runtime Environment (RTE) Application Software Component Standard Software Standardized Az alkalmazás több API 2 komponensben VFB & RTE valósítja relevant meg API 1 a magas szintű RTE funkciókat (pl. ESP, ABS, relevant Operating ) System API 0 API 3 Private s inside Basic Software possible Standardized Standardized Services Standardized Standardized Communication Standardized Basic Software ECU-Hardware ECU Abstraction Standardized Standardized Microcontroller Abstraction Complex Device Drivers 4

5 Az AutoSAR Architektúra Software Component Application Software Component Actuator Software Component Sensor Software Component Software... Runtime Environment (RTE) Application Software Component Standard Software Standardized Az automatikusan generált API 2 futtató VFB környezet & RTE (RTE) köti relevant össze a komponenseket, illetve a basic software-t API 1 RTE relevant API 0 API 3 Private s inside Basic Software possible Operating System Standardized Standardized Services Standardized Standardized Communication Standardized Basic Software ECU-Hardware ECU Abstraction Standardized Standardized Microcontroller Abstraction Complex Device Drivers 5

6 Az AutoSAR Architektúra Software Component Application Software Component Actuator Software Component Sensor Software Component Software... Runtime Environment (RTE) Application Software Component Standard Software API 2 VFB & RTE relevant API 1 RTE relevant API 0 API 3 Private s inside Basic Software possible Standardized Operating System Standardized Standardized Services Standardized Standardized Communication Standardized Basic Software ECU-Hardware ECU Abstraction Standardized Standardized Microcontroller Abstraction A fő interfészek szabványosítottak Complex Device Drivers 6

7 Az AutoSAR Rétegei Application Layer Runtime Environment (RTE) Services Layer ECU Abstraction Layer Complex Drivers Microcontroller Abstraction Layer Microcontroller 7

8 Az AutoSAR Rétegei Application Layer Runtime Environment (RTE) Services Layer ECU Abstraction Layer A szoftver egy mikrovezérlőn fut Complex Drivers Microcontroller Abstraction Layer Microcontroller 8

9 Az AutoSAR Rétegei Application Layer Runtime Environment (RTE) Services Layer ECU Abstraction Layer A mikrokontroller absztrakciós réteg feladata az alacsony szintű meghajtók implementálása és a kontroller-specifikus sajátosságok elfedése a felső rétegek elől Complex Drivers Microcontroller Abstraction Layer Microcontroller 9

10 Az AutoSAR Rétegei A vezérlőegység absztrakciós réteg Application Layer feladata a speciális hardverkezelő funkciók implementálása és az ECUspecifikus sajátosságok elfedése a felső rétegek elől Runtime Environment (RTE) Services Layer ECU Abstraction Layer Complex Drivers Microcontroller Abstraction Layer Microcontroller 10

11 Az AutoSAR Rétegei Application Layer A komplex eszközmeghajtók a szabvány által nem kezelt eszközök meghajtóit implementálják, lehetővé téve speciális hardver egységek Services Layer illesztését. Runtime Environment (RTE) ECU Abstraction Layer Complex Drivers Microcontroller Abstraction Layer Microcontroller 11

12 Az AutoSAR Rétegei Application Layer Runtime Environment (RTE) Services Layer ECU Abstraction Layer Microcontroller Abstraction Layer Microcontroller Complex Drivers A szolgáltatási réteg az alkalmazás által közvetlenül használható, magas szintű szolgáltatásokat nyújt. Ilyen például a hibanaplózás, kommunikáció, nem felejtő tár, stb. 12

13 Az AutoSAR Rétegei Application Layer Runtime Environment (RTE) Services Layer ECU Abstraction Layer Az alkalmazás a vezérlőegység egyedi funkcióit valósítja meg a platform szolgáltatásainak segítségével. Complex Drivers Microcontroller Abstraction Layer Microcontroller 13

14 Az MCAL réteg moduljai négy csoportra oszthatóak Microcontroller Drivers Memory Drivers Communication Drivers I/O Drivers PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver Ethernet Drive FlexRay Driver CAN Driver LIN Driver SPI Handler Driver internal EEPROM Driver internal Flash Driver RAM Test Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 14

15 Microcontroller Drivers Memory Drivers Communication Drivers I/O Drivers GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Flash Test RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver CAN Driver Az I/O meghajtók a kontroller egyszerű perifériáit kezelik FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver PWM Driver ADC Driver DIO Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 15

16 Microcontroller Drivers Memory Drivers Communication Drivers I/O Drivers GPT Driver GPT Watchdog Driver WDT MCU Driver MCU Power & Clock Unit Core Test Flash Test RAM Test Feladata a kontroller lábain a használt üzemmód beállítása (pl. digitális kimenet, analóg bemenet, PWM, stb.) Lehetőség van a funkciók futás közbeni váltására is. Microcontroller FLASH internal Flash Driver Port meghajtó EEPROM internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver SPI CAN Driver LIN or SCI FlexRay Driver CAN Ethernet Drive PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver DIO ADC PWM CCU 16

17 Microcontroller Drivers GPT Driver DIO meghajtó Watchdog Driver MCU Driver Core Test Memory Drivers RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver Communication Drivers Feladata a digitális ki- és bemenetként használt lábak kezelése. Szolgáltatásaival a lábak állapota beállítható, illetve kiolvasható. Lehetőség van a lábak csoportosítására, és a csoportok egy utasítással való kezelésére (pl. több csatorna állapotának megváltoztatása egyszerre) Flash Test LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver I/O Drivers DIO Driver ADC Driver PWM Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 17

18 Microcontroller Drivers ADC meghajtó Memory Drivers Communication Drivers Feladata az analóg-digitális átalakító kezelése. Lehetőség van egyszeri (one-shot) és folyamatos mintavételezésre, szoftver és hardver trigger esemény hatására. A meghajtóprogram elrejti a hardver adottságait és minden mikrovezérlőn azonos API-t szolgáltat GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Flash Test RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver I/O Drivers DIO Driver ADC Driver PWM Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 18

19 Microcontroller Drivers PWM meghajtó GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Memory Drivers RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver Communication Drivers Feladata az impulzusszélesség modulált kimenetek vezérlése. Beállítható a jel frekvenciája és kitöltési tényezője. Egyszerűbb alkalmazásokhoz (pl. DC motor vezérlése, fényerő szabályozás, stb.) elegendő a funkcionalitása. Flash Test LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver I/O Drivers DIO Driver ADC Driver PWM Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 19

20 Microcontroller Drivers ICU meghajtó GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Memory Drivers RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver Feladata a bemeneti mintavételező (input capture) egységek kezelése. Lehetőség van a bemeneten élek detektálására, illetve számlálására, élek időbélyegzésére, valamint kitöltési tényező mérésére is. Flash Test Communication Drivers LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver I/O Drivers DIO Driver ADC Driver PWM Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 20

21 Microcontroller Drivers Ethernet meghajtó GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Memory Drivers RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver Feladata az Ethernet kommunikációs vezérlő kezelése. Elvégzi a kontroller konfigurálását, illetve lehetővé teszi keretek küldését és fogadását. Flash Test Communication Drivers LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver I/O Drivers DIO Driver ADC Driver PWM Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 21

22 Microcontroller Drivers FlexRay meghajtó Memory Drivers Communication Drivers I/O Drivers Feladata a FlexRay kommunikációs vezérlő kezelése. Elvégzi a kontroller konfigurálását, illetve lehetővé teszi keretek küldését és fogadását. Ugyancsak ezen a modulon keresztül érhetőek el a FlexRay protokoll információk (pl. a globáis idő értéke, stb.) GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Flash Test RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver PWM Driver ADC Driver DIO Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 22

23 Microcontroller Drivers Memory Drivers Communication Drivers I/O Drivers CAN meghajtó GPT Driver GPT Watchdog Driver WDT MCU Driver Core Test Feladata a CAN kommunikációs vezérlő kezelése. Elvégzi a kontroller konfigurálását, illetve lehetővé teszi keretek küldését és fogadását. A CAN meghajtó konfigurációja során lehet meghatározni, hogy mely keretek mely pufferhez legyenek rendelve. Ennek megfelelően konfigurálja fel a meghajtó a Microcontroller hardver egységeket. MCU Power & Clock Unit Flash Test RAM Test FLASH internal Flash Driver EEPROM internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver SPI CAN Driver LIN or SCI FlexRay Driver CAN Ethernet Drive PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver DIO ADC PWM CCU 23

24 LIN meghajtó Feladata a LIN kommunikációs vezérlő kezelése. Microcontroller Elvégzi a kontroller Drivers konfigurálását, Memory Drivers illetve lehetővé teszi keretek küldését és fogadását. GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Flash Test RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver Communication Drivers LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver I/O Drivers DIO Driver ADC Driver PWM Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 24

25 Microcontroller Drivers Memory Drivers internal Flash Driver RAM Test Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver SPI meghajtó Feladata az SPI periféria kezelése. Az SPI egy szinkron, kétirányú soros protokoll chipek közötti összeköttetés Communication megvalósítására. I/O Drivers Általában külső Drivers EEPROM memóriák, és I/O bővítő áramkörök csatlakoztatására használják internal EEPROM Driver PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver Ethernet Drive FlexRay Driver CAN Driver LIN Driver SPI Handler Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 25

26 Belső EEPROM meghajtó Microcontroller Drivers Memory Drivers Feladata kontrollerben megvalósított EEPROM memória kezelése. Lehetővé teszi blokkok írását, olvasását, illetve törlését. A nem felejtő I/O Drivers tár szolgáltatás használja. Communication Drivers PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver Ethernet Drive FlexRay Driver CAN Driver LIN Driver SPI Handler Driver internal EEPROM Driver internal Flash Driver RAM Test Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 26

27 Belső Flash meghajtó Microcontroller Drivers Memory Drivers internal Flash Driver RAM Test Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver Feladata kontrollerben megvalósított Flash memória kezelése. Lehetővé teszi a memória írását, olvasását, illetve egyes szektorok Communication I/O Drivers törlését. A nem Drivers felejtő tár szolgáltatás használja, de szoftver frissítés során az új program beírása is ennek segítségével történik. internal EEPROM Driver SPI Handler Driver PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver Ethernet Drive FlexRay Driver CAN Driver LIN Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 27

28 RAM Teszt Microcontroller Drivers Memory Drivers internal Flash Driver RAM Test Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver Ez a modul a memória működését ellenőrzi. Különböző tesztminták írásával és ellenőrzésével teszteli a működést. Lehetőség Communication I/O Drivers van teljes teszt Drivers futtatására, illetve a memória részletekben történő ellenőrzésére is. internal EEPROM Driver PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver Ethernet Drive FlexRay Driver CAN Driver LIN Driver SPI Handler Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 28

29 Microcontroller Drivers Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver Memory Drivers RAM Test Flash Teszt Ez a modul a belső flash memória működését ellenőrzi. Különböző tesztminták írásával és ellenőrzésével Communication teszteli a működést. I/O Amennyiben Drivers a hardver hibajavító Drivers kódot is alkalmaz, annak ellenőrzését is lehetséges tesztelni. Lehetőség van teljes teszt futtatására, illetve a memória részletekben történő ellenőrzésére is. internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver PWM Driver PORT Driver DIO Driver ADC Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 29

30 Microcontroller Drivers Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver Memory Drivers RAM Test Processzormag Teszt Ez a modul a processzormag működését ellenőrzi. Ebbe beletartozik a megszakítások és kivételek viselkedésének Communication vizsgálata, a memória I/O Drivers menedzsment, a Drivers cache, és az ALU egység ellenőrzése. A teszteket előtérben (nagy prioritással), és háttérben (az alkalmazás futásának holtidejében) is képes elvégezni. internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 30

31 MCU meghajtó Microcontroller Drivers GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Memory Drivers Flash Test Ez a modul a processzor elemi perifériáit kezeli. Beállítja az óragenerátort, Communication a megszakításokat I/O Drivers és a DMA vezérlőt. Segítségével Drivers meghatározható, hogy mely energia állapotban (normál, alvó, stb.) mely perifériák legyenek aktívak. Szolgáltatásainak segítségével kiolvasható a reset ok, illetve szoftveres reset kérés is lehetséges. RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver PWM Driver ADC Driver DIO Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 31

32 Watchdog meghajtó Microcontroller Drivers GPT Driver Watchdog Driver MCU Driver Core Test Memory Drivers Flash Test Ez a modul a kontrollerbe integrált watchdog időzítőt kezeli. Ez Communication a hardver modul felügyeli I/O Drivers a szoftver futását, és ha Drivers a szoftver nem indítja újra bizonyos időközönként (pl. végtelen ciklusba került), újraindítja a kontrollert. RAM Test internal Flash Driver internal EEPROM Driver SPI Handler Driver LIN Driver CAN Driver FlexRay Driver Ethernet Drive ICU Driver PWM Driver ADC Driver DIO Driver PORT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 32

33 AutoSAR Általános modulok célú időzítő meghajtó Ez a modul az egyszerű időzítőket kezeli. Ezeket Memory Drivers Communication időmérésre, illetve bizonyos idő után megszakítás Drivers kérésére lehet használni. Microcontroller Drivers I/O Drivers PORT Driver DIO Driver ADC Driver PWM Driver ICU Driver Ethernet Drive FlexRay Driver CAN Driver LIN Driver SPI Handler Driver internal EEPROM Driver internal Flash Driver RAM Test Flash Test Core Test MCU Driver Watchdog Driver GPT Driver GPT WDT MCU Power & Clock Unit FLASH EEPROM Microcontroller SPI LIN or SCI CAN CCU PWM ADC DIO 33

34 I/O Hardver Absztrakció I/O Hardware Abstraction I/O Signal Ebbe a csoportba a ki/bemenet kezelő modulok tartoznak, melyek az ECU-n megvalósított ki/ bemeneti interfészeket, illetve az ezekre épülő funkciókat vezérlik Driver for ext. ADC ASIC COM Drivers SPIHandler Driver SPI Driver for ext. I/O ASIC µc I/O Drivers DIO Driver DIO ADC Driver ADC 34

35 Külső ASIC meghajtók I/O Hardware Abstraction I/O Signal Ezek a modulok egyedi, külső I/O és ADC bővítő áramkörök kezelésére szolgálnak. Szolgáltatásaik nem szabványosak, illeszkednek az adott áramkör lehetőségeihez. Driver for ext. ADC ASIC COM Drivers SPIHandler Driver SPI Driver for ext. I/O ASIC µc I/O Drivers DIO Driver DIO ADC Driver ADC 35

36 I/O jel interfész I/O Hardware Abstraction I/O Signal Ez a réteg vezérlőegység-specifikus. Az adott egységen elérhető ki- és bemeneteket teszi elérhetővé az alkalmazás réteg számára. Például egy relé vezérlő kimenetet a felső réteg számára egy függvényhívásként tesz elérhetővé (set_relay_state()), míg az alsó rétegből a Dio modul szolgáltatásait használja (Dio_SetState()). A felső rétegnek így nem kell tudnia arról, hogy pontosan melyik lábon érthető el a relé, illetve milyen módon kell vezérelni. Driver for ext. ADC ASIC COM Drivers SPIHandler Driver SPI Driver for ext. I/O ASIC µc I/O Drivers DIO Driver DIO ADC Driver ADC 36

37 Communication Hardware Abstraction Kommunikációs hardver absztrakció Ebbe a csoportba tartoznak a különböző kommunikációs meghajtók részleteit elfedő modulok. Az ábra a CAN modulokat mutatja, de a többi protokollhoz is azonos felépítésű réteg tartozik. CAN Transceiver Driver I/O Drivers DIO Driver DIO CAN Driver for ext. CAN ASIC Communication Drivers µc SPIHandler Driver SPI CAN Driver CAN 37

38 Communication Hardware Abstraction Külső kontroller meghajtók Ezek a modulok külső kommunikációs vezérlőket kezelnek. Ezeket általában SPI-on keresztül kötik össze a mikrovezérlővel. A meghajtóprogramok interfésze azonos a korábban tárgyalt belső meghajtókéval. CAN Transceiver Driver I/O Drivers DIO Driver DIO CAN Driver for ext. CAN ASIC Communication Drivers µc SPIHandler Driver SPI CAN Driver CAN 38

39 Communication Hardware Abstraction Buszmeghajtó chip kezelő Ezek a modulok a buszmeghajtó áramköröket kezelik. Egyszerű esetben el is hagyhatóak, de a bonyolultabb, több üzemmóddal rendelkező meghajtók esetén szükség van rájuk. CAN Transceiver Driver I/O Drivers DIO Driver DIO CAN Driver for ext. CAN ASIC Communication Drivers µc SPIHandler Driver SPI CAN Driver CAN 39

40 Communication Hardware Abstraction Busz interfész modul Egy protokollhoz egy ilyen interfész tartozik. Feladata, hogy elfedje az alatta levő meghajtókat, és felfelé egy logikai képet mutasson (a hálózatok és vezérlők számozva) és elrejtse, hogy egy adott keretet melyik hálózaton kell elküldeni. FlexRay esetén a joblist végrehajtása is itt történik. CAN Transceiver Driver I/O Drivers DIO Driver DIO CAN Driver for ext. CAN ASIC Communication Drivers µc SPIHandler Driver SPI CAN Driver CAN 40

41 Memória eszköz absztrakció Memory Hardware Abstraction Memory Abstraction Ezek a modulok felelősek a nem felejtő memória eszközök részleteinek elfedéséért, és a felső rétegek számára egyetlen, konzisztens memória címtartomány biztosításáért. EEPROM Abstraction External EEPROM Driver COM Drivers Flash EEPROM Emulation External Flash Driver Memory Drivers Internal Flash Driver EEPROM Driver SPIHandler Driver SPI µc EEPROM Flash 41

42 Külső EEPROM és Flash meghajtó Memory Hardware Abstraction Memory Abstraction Ezek a modulok külső memória eszközök illesztését végzik. Interfészük a belső meghajtókéval azonos, de általában SPI-n keresztül kommunikálnak a memória eszközzel. EEPROM Abstraction External EEPROM Driver COM Drivers Flash EEPROM Emulation External Flash Driver Memory Drivers Internal Flash Driver EEPROM Driver SPIHandler Driver SPI µc EEPROM Flash 42

43 EEPROM absztrakció Memory Hardware Abstraction Memory Abstraction Ez a modul elfedi az EEPROM eszközök számát és helyét. Felfelé csak egyetlen, logikai eszközt mutat, ezért egy logikai-fizikai cím leképzést is megvalósít. EEPROM Abstraction External EEPROM Driver COM Drivers Flash EEPROM Emulation External Flash Driver Memory Drivers Internal Flash Driver EEPROM Driver SPIHandler Driver SPI µc EEPROM Flash 43

44 Flash EEPROM emuláció Memory Hardware Abstraction Memory Abstraction Mivel a flash memóriák csak nagyobb egységenként (szektor vagy lap, több kb) törölhetőek, és a törlések száma limitált, nem optimálisak kisebb adatok tárolására. Ez a modul egyfajta naplózó rendszert valósít meg, ahol egy-egy adatblokknak nem állandó a címe, hanem az újabb példányait a memória másmás területére írja a rendszer. Ha egy lap megtelt, azt egyben törli, de előtte az aktuális értékeket átmásolja egy másik területre. EEPROM Abstraction External EEPROM Driver COM Drivers SPIHandler Driver EEPROM Driver Flash EEPROM Emulation External Flash Driver Memory Drivers Internal Flash Driver SPI µc EEPROM Flash 44

45 Memória absztrakciók interfész Memory Hardware Abstraction Memory Abstraction Ez a modul elfedi az EEPROM és Flash memóriákat, és a felső rétegnek egyetlen logikai interfészt mutat. A kéréseket elosztja a két alsó modul között. EEPROM Abstraction External EEPROM Driver Flash EEPROM Emulation External Flash Driver COM Drivers Memory Drivers Internal Flash Driver EEPROM Driver SPIHandler Driver SPI µc EEPROM Flash 45

46 Belső eszköz absztrakció Onboard Device Abstraction Watchdog Ebbe a csoportba az egyéb célú, mikrokontrollerben vagy a vezérlőegységen megvalósított perifériák kezelésére szolgáló modulok vannak. External Watchdog Driver COM Drivers Microcontroller Drivers SPIHandler Driver SPI µc internal watchdog driver Wdg 46

47 Külső watchdog meghajtó Ez a modul külső watchdog processzor alkalmazása esetén annak kezeléséért felelős. Onboard Device Abstraction External Watchdog Driver Watchdog COM Drivers SPIHandler Driver SPI µc Microcontroller Drivers internal watchdog driver Wdg 47

48 Watchdog interfész Onboard Device Abstraction Watchdog Ez a modul elrejti a watchodogok számát és típusát, egyetlen konzisztens interfészt mutat a felső rétegek számára. External Watchdog Driver COM Drivers Microcontroller Drivers SPIHandler Driver SPI µc internal watchdog driver Wdg 48

49 Communication Services IPDU Multiplexer COM PDU Router DCM Diagnostic Com. Kommunikációs szolgáltatások Debugging <Bus specific> Transport Protocol Ezen modulok magas szintű kommunikációs szolgáltatásokat nyújtanak. A világos modulok protokollonként ismétlődnek, de funkciójuk egymással analóg <Bus specific> State Generic NM <Bus specific> NM 49

50 Szállítási protokoll Communication Services Egy alap protokoll felett valósít meg magas szintű szállítási protokollt. Ezek fő célja a protokoll által Debugging COM megengedettnél hosszabb üzenetek átvitele IPDU Multiplexer PDU Router DCM Diagnostic Com. <Bus specific> Transport Protocol <Bus specific> State Generic NM <Bus specific> NM 50

51 Busz állapot menedzser modul IPDU Multiplexer PDU Router Communication Services Az adott kommunikációs csatorna állapotát kezeli. Képes elindítani a kommunikációt, átkapcsolni DCM csendes módba, illetve leállítani a Diagnostic kommunikációt. Debugging COM Com. Ehhez a kommunikációs interfész modul szolgáltatásait használja. <Bus specific> Transport Protocol <Bus specific> State Generic NM <Bus specific> NM 51

52 Busz hálózat menedzser modul IPDU Multiplexer PDU Router Communication Services Az adott kommunikációs csatorna energia állapotát kezeli. A többi vezérlőegység azonos moduljaival DCM egy elosztott algoritmust Diagnostic valósít meg, melynek Debugging COM Com. segítségével koordináltan képesek a hálózatot alvó üzemmódba kapcsolni, illetve újraindítani. <Bus specific> Transport Protocol <Bus specific> State Generic NM <Bus specific> NM 52

53 Általános hálózat menedzser modul Több kommunikációs csatorna hálózat IPDU Multiplexer PDU Router Communication Services DCM Diagnostic menedzsmentjét képes Debugging COM összefogni, Com. hogy akár a teljes járműhálózat minden elemét koordináltan lehessen elaltatni és felébreszteni. <Bus specific> Transport Protocol <Bus specific> State Generic NM <Bus specific> NM 53

54 PDU útvonalválasztó Az alsóbb és felsőbb szintű modulok közötti IPDU Multiplexer adatáramlást vezérli. Egy előre definiált útvonal Communication Services táblázat alapján irányítja az egyes adatelemeket a megfelelő célmodulhoz. Képes többszörös küldés Generic NM (multicast) DCM üzemmódra is, amivel elérhető, hogy Diagnostic egy Debugging COMPDU-t Com. az alkalmazás is megkapjon, illetve egy másik hálózaton továbbküldésre is kerülhessen. PDU Router <Bus specific> Transport Protocol <Bus specific> State <Bus specific> NM 54

55 IPDU multiplexer A sávszélesség optimalizálására a ritkán küldött IPDU Multiplexer PDU-kat azonos kerethez is lehet rendelni. Ilyenkor Communication Services a PDU-t a keretben levő ID (azonosító) azonosítja. Ez a modul végzi az azonosító alapján a fogadó Generic NM oldalon PDU kicsomagolását, illetve a küldő DCM Diagnostic oldalon COM a becsomagolását. Debugging Com. PDU Router <Bus specific> Transport Protocol <Bus specific> State <Bus specific> NM 55

56 Communication Services IPDU Multiplexer COM COM PDU Router DCM Diagnostic Com. Debugging <Bus specific> State Generic NM <Bus specific> NM Ez a modul felelős a PDU-k összeállításáért, illetve a vett PDU-kból a jelek kicsomagolásáért. A felső <Bus specific> interfészén az Transport RTE-n Protocol keresztül az alkalmazások rendelkezésére bocsátja a vett jeleket, illetve átveszi a küldendőeket. Ezen kívül a küldés triggerelését, illetve a kommunikáció időzítését is végzi. 56

57 Communication Services IPDU Multiplexer COM PDU Router DCM Diagnostic Com. Debugging <Bus specific> State Diagnosztikai kommunikációs menedzser Generic NM <Bus specific> NM Ez a modul valósítja meg a távoli diagnosztikához szükséges protokollokat (UDS, OBD, lásd később). <Bus specific> Kezeli a beérkező Transport kéréseket, Protocol és a megfelelő modulhoz irányítja azokat. 57

58 Communication Services IPDU Multiplexer COM PDU Router DCM Diagnostic Com. Nyomkövetés Debugging <Bus specific> State Generic NM <Bus specific> NM Ez több modult takar, ezek a távoli nyomkövetéshez, hibakereséshez szükséges <Bus specific> protokollokat Transport valósítják Protocol meg. Általában csak fejlesztési időben használatosak. 58

59 Communication Services IPDU Multiplexer COM PDU Router DCM Diagnostic Com. Debugging <Bus specific> State Diagnosztikai kommunikációs menedzser Generic NM <Bus specific> NM Ez a modul valósítja meg a távoli diagnosztikához szükséges protokollokat (UDS, OBD, lásd később). <Bus specific> Kezeli a beérkező Transport kéréseket, Protocol és a megfelelő modulhoz irányítja azokat. 59

60 Memory Services NVRAM Memória szolgáltatások Ez a csoport a nem felejtő memória szolgáltatások megvalósításáért felelős. Szolgáltatásait mind a basic software, mind pedig az alkalmazás igénybe veszi. 60

61 Nem-felejtő memória menedzser Ez a modul valósítja meg a nem felejtő memória kezelését. A konfiguráció során úgynevezett blokkokat definiálunk melyek meghatározott méretű adatcsomagok. Ezeket lehet olvasni és írni az API segítségével. A modul képes a blokkokat hibadetektáló kóddal ellátni, illetve többszörözve tárolni, ezáltal növelve a megbízhatóságot. Memory Services NVRAM 61

62 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Rendszerszolgáltatások Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Ezek a modulok magas szintű szolgáltatásokat valósítanak meg az alkalmazás számára. 62

63 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Autosar Operációs Rendszer Ez a modul egy valós idejű operációs rendszert valósít meg. Lehetőség van taszkok definiálására, melyeket prioritással láthatunk el. Az ütemezés prioritás alapú, preemptív. Az operációs rendszer támogatja a szokásos szolgáltatásokat, mint események, szemaforok. 63

64 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) ECU állapot menedzser Ez a modul hangolja össze a vezérlőegység indulását. Konfigurálható sorrendben inicializálja a BSW modulokat, az operációs rendszert, és a futtatókörnyezetet. Elalvás vagy újraindulás esetén szintén koordinálja a szükséges tevékenységeket. 64

65 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Kommunikációs menedzser Ez a modul hangolja össze a különböző kommunikációs csatornák működését. Az állapot menedzser modulok segítségével elindítja vagy leállítja a kommunikációt, ha szükséges. 65

66 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Diagnosztikai esemény menedzser Ez a modul gyűjti a futásidejű hibajelentéseket, és a nem felejtő memóriába menti őket (DTC-ket diagnostic trouble code információt). Az esemény naplóba különböző állapot információkat is ment (ez a freeze frame). 66

67 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Funkció engedélyezési menedzser Ez a modul az aktív hibák alapján képes bizonyos funkciókat letiltani. Ez azért szükséges, hogy ne próbáljunk egy műveletet végrehajtani, ha a szükséges erőforrások (pl. egy szenzor) nem állnak rendelkezésre. 67

68 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Fejlesztési idejű hiba napló Ez a modul a fejlesztési idejű hibák gyűjtésére szolgál. Ilyen például egy nem létező kommunikációs csatornára történő hivatkozás. A végső szoftverben általában kikapcsolják. 68

69 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Diagnosztikai napló és nyomkövetés Ennek a modulnak a segítségével fejlesztés közben diagnosztikai adatokat gyűjthetünk a szoftverből, amit aztán vagy helyileg tárolunk, vagy továbbküldünk. 69

70 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Szinkronizált időalap menedzser Ez a modul képes globális idő szolgáltatásra, valamely alacsony szintű protokollra (pl. FlexRay) alapozva. Az idő információhoz hozzáférhet az alkalmazás, és akár más BSW modulok is. Értesíteni is képes a felhasználókat, ha a globális idő érvénytelenné válik. 70

71 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Watchdog menedzser Synchronized Time-base (StbM) Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Ez a modul futás idejű ellenőrző szolgáltatásokat nyújt a watchdog processzorokra építve élőség vizsgálat a SW periodikusan jelzi, hogy működőképes határidő ellenőrzés a valós idejű akciókat határidőre elvégzie a rendszer vezérlési folyam ellenőrzés az egyes programrészek megfelelő sorrendben hívódnak-e 71

72 System Services OS ECU State (EcuM) Communication (ComM) Diagnostic Event (Dem) Function Inhibition (FIM) Development Error Tracer (Det) Diagnostic Log and Trace (Dlt) Synchronized Time-base (StbM) BSW üzemmód menedzser Watchdog (WdgM) Basic Software Mode (BswM) Ez egy konfigurálható modul, mely a BSW modulok állapotváltozásait figyeli (pl. kommunikáció elindul), és előre definiált akciókat valósít meg egy-egy változás esetén. Használható arra, hogy hibaelhárítást kezdeményezzünk, vagy például értesítsük az alkalmazást. 72

73 Szabvány függvénykönyvtárak Vannak tipikus, ismétlődő feladatok Trigonometria Crc számolás Szűrők Több helyen használja a kód Egyszerű függvényként megvalósíthatóak Nincs belső állapot Nincsenek statikus változók Az AutoSAR szabvány függvénykönyvtárak formájában támogatja ezeket (standard libraries) 73

74 Szabvány függvénykönyvtárak Crc Ellenőrző összeg számító rutinok E2ELibrary kommunikációs csatornákon küldött adatok integritás ellenőrzése Üzenet számláló Crc BFX Különböző bitműveleteket valósít meg CAL (Crypto Abstrastion Library) rejtjelezési és digitális aláírási primitíveket valósít meg EFX egész számokon működő komplex algoritmusok (szűrők, mozgóátlag, trigonometria) IFL Lebegőpontos interpoláció IFX Fixpontos interpoláció MFL Lebegőpontos matematikai rutinok MFX Fixpontos matematikai rutinok 74

75 A kommunikációs verem RTE Signals Communication IPDU multiplexer I-PDU I-PDU 1 FlexRay TP COM I-PDU PDU Router Í-PDU DCM Diagnostic Communication CAN TP I-PDU 1 I-PDU I-PDU FlexRay State CAN State LIN State Generic NM interface NM Coordinator NM NM Module NM Module Module N-PDU FlexRay N-PDU Communication HW Abstraction CAN LIN (incl. LIN TP) L-PDU L-PDU L-PDU Communication Drivers FlexRay Driver CAN Driver LIN Low Level Driver 75

76 Kommunikáció IPDU multiplexer I-PDU I-PDU FlexRay TP N-PDU COM FlexRay Signals PDU Router L-PDU FlexRay Driver I-PDU I-PDU RTE DCM Diagnostic Communication I-PDU Communication HW Abstraction Communication Drivers FlexRay State Communication Generic NM interface NM Coordinator NM Module Kommunikációs rétegek Alkalmazás, RTE: jelek COM, PduR, IpduM: IPDU-k Interaction layer PDU Együttműködési réteg PDU TP: N-PDU-k Network (hálózai) PDU NM: NM-PDU-k Network management PDU Hálózat menedzsment PDU Meghajtók, interfészek: L-PDU Link layer, frame Kapcsolat réteg, keret 76

77 Kommunikáció - vétel RTE Signals Communication IPDU multiplexer I-PDU I-PDU COM I-PDU PDU Router DCM Diagnostic Communication I-PDU FlexRay State Generic NM interface NM Coordinator Új keret (L-PDU) érkezik a hálózaton a vezérlő tárolja Az Fr interfész lekérdezi a státuszt az Fr meghajtótól Az Fr interfész kimásolja az adatokat NM Module FlexRay TP I-PDU N-PDU FlexRay L-PDU FlexRay Driver Communication HW Abstraction Communication Drivers 77

78 Kommunikáció - vétel RTE Signals Communication IPDU multiplexer I-PDU I-PDU FlexRay TP COM I-PDU PDU Router I-PDU DCM Diagnostic Communication I-PDU FlexRay State Generic NM interface NM Coordinator A Flexray interfész kicsomagolja a PDU-kat a keretből Értesíti a felső réteget (PduR) a PDU-k érkezéséről NM Module Megjegyzés: CAN és LIN esetén csak egy PDU lehet egy keretben, Flexray és Ethernet esetén több is N-PDU FlexRay L-PDU FlexRay Driver Communication HW Abstraction Communication Drivers 78

79 Kommunikáció - vétel RTE Signals Communication IPDU multiplexer I-PDU I-PDU COM I-PDU PDU Router DCM Diagnostic Communication I-PDU FlexRay State Generic NM interface NM Coordinator A PduR a forgalomirányító táblából kiolvassa a cél modult (Com). Továbbítja a PDU-t a Com-nak NM Module FlexRay TP I-PDU N-PDU FlexRay L-PDU FlexRay Driver Communication HW Abstraction Communication Drivers 79

80 Kommunikáció - vétel RTE Signals Communication IPDU multiplexer I-PDU I-PDU COM I-PDU PDU Router DCM Diagnostic Communication I-PDU FlexRay State Generic NM interface NM Coordinator A Com kicsomagolja a jeleket a PDU-ból Ellenőrzést végez rajtuk (szűrés) Értesíti az RTE-n keresztül az alkalmazást, hogy adat NM Module érkezett. FlexRay TP I-PDU N-PDU FlexRay L-PDU FlexRay Driver Communication HW Abstraction Communication Drivers 80

81 Kommunikáció - vétel Signals RTE Communication Az RTE eltárolja az értékeket az alkalmazás bemenő pufferébe IPDU multiplexer I-PDU I-PDU COM I-PDU PDU Router DCM Diagnostic Communication I-PDU FlexRay State Generic NM interface NM Coordinator NM Module FlexRay TP I-PDU N-PDU FlexRay L-PDU FlexRay Driver Communication HW Abstraction Communication Drivers 81