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news 2025/8/31 7:32:48

AUTOSAR Classic Platform Release 4.4.0 发布概览

AUTOSAR Classic Platform Release 4.4.0 技术文档详解

目录

  • 1. 概述
  • 2. AUTOSAR Classic Platform 4.4.0 整体架构
  • 3. Release 4.4.0 新概念概览
  • 4. 规范集群概览
  • 5. 总结

1. 概述

本文档提供了AUTOSAR Classic Platform Release 4.4.0的详细概览，包括整体架构、新引入的概念以及规范集群的组织结构。Release 4.4.0在AUTOSAR工件描述、总线通信、安全与调试等方面引入了多项重要改进。

1.1 文档范围

本文档涵盖以下主要内容：

  • 整体架构：展示AUTOSAR Classic Platform的分层架构和组件关系
  • 新概念：介绍Release 4.4.0引入的10个重要概念
  • 规范集群：详细说明各个规范分类及其包含的模块

1.2 主要改进

Release 4.4.0相比前一版本的主要改进包括：

  • 引入ASAM单位标准化，支持SW与物理世界接口描述
  • 新增LIN从站支持和总线镜像功能
  • 增强安全扩展和传输层安全
  • 支持MCAL多核分布和RTE实现插件
  • 提供AUTOSAR运行时接口用于调试和跟踪

2. AUTOSAR Classic Platform 4.4.0 整体架构

AUTOSAR Classic Platform采用分层架构设计，从应用层到硬件层形成完整的软件栈。每一层都有明确的职责和接口定义，确保系统的模块化和可重用性。

2.1 架构层次结构

AUTOSAR Classic Platform包含以下四个主要层次：

2.1.1 应用层 (Application Layer)

应用层是AUTOSAR架构的最顶层，包含以下组件：

  • 应用软件组件 (Application Software Components)：

    • 实现具体的应用功能
    • 通过RTE与其他组件通信
    • 具有可重用性和可移植性
    • 支持跨ECU部署

  • 传感器/执行器软件组件 (Sensor/Actuator Software Components)：

    • 处理传感器数据采集
    • 控制执行器操作
    • 提供标准化的硬件抽象接口

  • 复杂设备驱动 (Complex Device Drivers)：

    • 处理复杂的硬件设备
    • 提供非标准化的硬件接口
    • 支持特定应用需求
2.1.2 运行时环境层 (Runtime Environment)

运行时环境层提供应用层与基础软件层之间的标准化接口：

  • RTE (Runtime Environment)：

    • 提供标准化的AUTOSAR接口
    • 管理组件间的通信
    • 处理数据交换和事件通知
    • 支持组件生命周期管理

  • RTE实现插件 (RTE Implementation Plug-Ins)：

    • 支持模块化的RTE实现
    • 提供特定通信场景的优化
    • 支持领域特定的工具链集成
2.1.3 基础软件层 (Basic Software)

基础软件层分为三个子层，提供完整的系统服务：

服务层 (Services)：

  • 诊断服务 (Diagnostic Services)：提供车辆诊断功能
  • 通信服务 (Communication Services)：管理网络通信
  • 内存服务 (Memory Services)：处理数据存储和检索
  • 系统服务 (System Services)：提供操作系统级服务

ECU抽象层 (ECU Abstraction)：

  • 通信抽象 (Communication Abstraction)：抽象化通信硬件
  • 内存抽象 (Memory Abstraction)：抽象化存储设备
  • I/O抽象 (I/O Abstraction)：抽象化输入输出设备

微控制器抽象层 (MCAL)：

  • 通信驱动 (Communication Drivers)：直接控制通信硬件
  • 内存驱动 (Memory Drivers)：直接控制存储设备
  • I/O驱动 (I/O Drivers)：直接控制I/O设备
2.1.4 硬件层 (Hardware)

硬件层包含实际的物理设备：

  • 微控制器 (Microcontroller)：提供计算和存储能力
  • 传感器/执行器 (Sensors/Actuators)：与外部环境交互
  • 通信硬件 (Communication Hardware)：支持网络通信

2.2 接口关系

AUTOSAR架构定义了三种主要的接口类型：

  • 标准接口 (Standard Interfaces)：应用层组件使用的标准化接口
  • AUTOSAR接口 (AUTOSAR Interfaces)：复杂设备驱动使用的专用接口
  • 标准化的AUTOSAR接口 (Standardized AUTOSAR Interfaces)：RTE与基础软件层之间的接口

2.3 架构图

在这里插入图片描述

图2.1: AUTOSAR Classic Platform 4.4.0 整体架构图展示了从应用层到硬件层的完整分层结构，以及各层之间的接口关系。

2.4 代码示例

/* AUTOSAR应用软件组件示例 */
#include "Rte_Type.h"
#include "Rte_Com.h"/* 应用软件组件配置 */
typedef struct {uint8 componentId;boolean isActive;uint16 cycleTime;
} AppComponent_ConfigType;/* 应用软件组件实现 */
void AppComponent_MainFunction(void)
{uint8 data[8];Std_ReturnType result;/* 通过RTE接收数据 */result = Rte_Receive_rpData_AppData(data);if (result == E_OK) {/* 处理接收到的数据 */ProcessAppData(data);/* 通过RTE发送处理结果 */Rte_Send_ppResult_AppResult(data);}
}/* RTE接口定义示例 */
Std_ReturnType Rte_Receive_rpData_AppData(uint8* data);
void Rte_Send_ppResult_AppResult(const uint8* data);

3. Release 4.4.0 新概念概览

Release 4.4.0引入了10个重要的新概念，这些概念分为三个主要类别：AUTOSAR工件描述概念、总线通信概念和安全与调试概念。

3.1 AUTOSAR工件描述概念

3.1.1 ASAM单位 (ASAM Units)

功能描述：

  • 定义标准化的物理单位集合
  • 与ASAM标准同步
  • 支持软件与物理世界接口的描述
  • 提供物理维度的蓝图定义

技术特点：

  • 标准化的单位定义
  • 与ASAM组织的协调
  • 支持tag/length/value编码
  • 适用于SW与物理世界接口描述
3.1.2 形式化模型查询 (Formal Model Query)

功能描述：

  • 提供AUTOSAR模型查询语言(ARMQL)
  • 支持CP和AP平台的变点解析
  • 以文本形式发布，不绑定特定工具
  • 比现有机制更易理解

技术特点：

  • 高效的AUTOSAR用户协作
  • 统一的变点解析机制
  • 工具无关的查询语言
  • 更好的可理解性
3.1.3 蓝图派生机制 (Blueprint Derivation)

功能描述：

  • 支持AUTOSAR M1模型的蓝图定义
  • 提供通用蓝图的补充材料
  • 支持模型的标准化解构
  • 与形式化模型查询协同工作
3.1.4 逻辑执行时间 (Logical Execution Time)

功能描述：

  • 扩展TIMEX以支持数据交换的时间规范
  • 引入LET间隔的基本属性（开始、结束、持续时间）
  • 支持预定义时间点的发送-接收通信
  • 提供时间行为规范（触发、LET间隔间的偏移）

3.2 总线通信概念

3.2.1 LIN从站支持 (LIN Slave Support)

功能描述：

  • 将LIN从站节点的建模和实现引入AUTOSAR LIN通信栈
  • 支持LIN从站节点的标准化实现
  • 提供LIN从站的状态管理
  • 支持LIN从站的网络管理
3.2.2 总线镜像 (Bus Mirroring)

功能描述：

  • 允许外部测试器监听内部通信总线
  • 支持LIN、CAN和FlexRay总线的监控
  • 提供流量过滤机制避免网络拥塞
  • 创建序列化数据报用于传输

技术特点：

  • 外部测试器访问内部总线
  • 支持多种总线类型
  • 智能流量过滤
  • 序列化数据报生成
3.2.3 传输层安全 (Transport Layer Security)

功能描述：

  • 基于TLS标准建立安全的自组织会话
  • 支持两个以太网节点间的认证和机密通信
  • 支持ECU与外部实体间的安全通信
  • 提供车辆网络安全基础

3.3 安全与调试概念

3.3.1 安全扩展 (Security Extensions)

功能描述：

  • 为AUTOSAR框架添加重要的安全控制
  • 支持安全日志记录
  • 提供车辆密钥和证书管理
  • 实现认证时间和诊断策略管理

技术特点：

  • 安全日志记录机制
  • 密钥和证书管理
  • 时间认证
  • 诊断策略管理
3.3.2 AUTOSAR运行时接口 (AUTOSAR Runtime Interface)

功能描述：

  • 定义构建工具与调试/跟踪工具的接口
  • 定义AUTOSAR组件应包含的标准化钩子
  • 定义导出组件内部表示信息的模型
  • 简化调试和跟踪过程
3.3.3 RTE实现插件 (RTE Implementation Plug-Ins)

功能描述：

  • 支持RTE的模块化实现
  • 提供标准RTE生成器和专用RTE插件
  • 支持领域特定工具链
  • 优化特定通信场景的实现
3.3.4 MCAL多核分布 (MCAL Multicore Distribution)

功能描述：

  • 描述MCAL驱动的多核能力实现和声明
  • 支持高级多核用例
  • 提高应用和基础软件的可重用性
  • 扩展驱动器的功能范围

3.4 新概念影响图

在这里插入图片描述

图3.1: AUTOSAR Release 4.4.0 新概念概览图展示了各个新概念之间的关系及其对系统不同领域的影响。

3.5 代码示例

/* 总线镜像组件示例 */
#include "BusMirror.h"
#include "Com.h"/* 总线镜像配置 */
typedef struct {uint8 mirrorId;BusMirror_BusType busType;uint16 filterMask;boolean enableFiltering;
} BusMirror_ConfigType;/* 总线镜像初始化 */
Std_ReturnType BusMirror_Init(const BusMirror_ConfigType* config)
{if (config == NULL) {return E_NOT_OK;}/* 初始化镜像组件 */BusMirror_Internal_Init(config->mirrorId);/* 配置总线类型 */BusMirror_Internal_SetBusType(config->mirrorId, config->busType);/* 配置过滤 */if (config->enableFiltering) {BusMirror_Internal_SetFilter(config->mirrorId, config->filterMask);}return E_OK;
}/* 安全扩展示例 */
#include "SecurityExt.h"/* 安全日志记录 */
void SecurityExt_LogEvent(uint8 eventType, uint32 timestamp, const uint8* data)
{SecurityLog_EntryType logEntry;logEntry.eventType = eventType;logEntry.timestamp = timestamp;logEntry.dataLength = sizeof(data);memcpy(logEntry.data, data, sizeof(data));SecurityLog_WriteEntry(&logEntry);
}/* 密钥管理 */
Std_ReturnType SecurityExt_ManageKey(uint8 keyId, const uint8* keyData)
{return KeyManager_StoreKey(keyId, keyData);
}

4. 规范集群概览

AUTOSAR Classic Platform Release 4.4.0的规范按功能领域组织成多个集群，每个集群包含相关的规范和模块。

4.1 发布文档 (Release Documentation)

包含发布相关的核心文档：

  • Classic Platform Release Overview：提供发布概览
  • Specification Hashes：提供规范哈希值

4.2 车身与舒适性 (Body and Comfort)

包含车身和舒适性领域的应用接口：

  • 应用接口说明 (Application Interfaces)：定义车身和舒适性域的应用接口

4.3 基础软件通用 (BSW General)

包含基础软件的通用规范和指南：

  • BSW通用规范 (BSW General)：基础软件通用规范
  • BSW分发指南 (BSW Distribution Guide)：基础软件分发指南
  • 平台类型规范 (Platform Types)：平台类型定义
  • 标准类型规范 (Standard Types)：标准类型定义

4.4 通信 (Communication)

包含各种通信协议和管理的规范：

  • CAN规范 (CAN)：CAN总线协议规范
  • LIN规范 (LIN)：LIN总线协议规范
  • FlexRay规范 (FlexRay)：FlexRay总线协议规范
  • 以太网规范 (Ethernet)：以太网通信规范
  • 通信管理 (Communication Manager)：通信管理器规范
  • 网关规范 (Gateway)：网关功能规范
  • 总线镜像 (Bus Mirroring)：总线镜像功能规范
  • 传输层安全 (Transport Layer Security)：传输层安全规范

4.5 底盘 (Chassis)

包含底盘域的应用接口：

  • 底盘域应用接口 (Chassis Domain)：定义底盘域的应用接口

4.6 加密 (Crypto)

包含加密相关的规范和模块：

  • 加密栈 (Crypto Stack)：加密栈规范
  • 密钥管理 (Key Manager)：密钥管理器规范
  • 加密服务管理 (Crypto Service Manager)：加密服务管理器规范

4.7 诊断 (Diagnostics)

包含诊断相关的规范和模块：

  • 诊断通信管理 (Diagnostic Communication Manager)：诊断通信管理器
  • 诊断事件管理 (Diagnostic Event Manager)：诊断事件管理器
  • 诊断日志和跟踪 (Diagnostic Log and Trace)：诊断日志和跟踪功能
  • 安全车载通信 (Secure Onboard Communication)：安全车载通信规范

4.8 通用 (General)

包含通用的基础软件模块和说明：

  • 基础软件模块列表 (List of BSW Modules)：基础软件模块列表
  • 基础软件UML模型 (BSW UML Model)：基础软件UML模型
  • 错误处理说明 (Error Handling)：错误处理说明
  • 中断处理说明 (Interrupt Handling)：中断处理说明

4.9 全局时间 (Global Time)

包含时间同步相关的规范：

  • 同步时间基准管理 (Synchronized Time-Base Manager)：同步时间基准管理器

4.10 人机界面 (HMI)

包含人机界面相关的规范：

  • HMI多媒体和远程信息处理 (HMI Multimedia and Telematics)：HMI多媒体和远程信息处理规范

4.11 输入输出 (IO)

包含输入输出相关的规范和驱动：

  • IO硬件抽象 (IO Hardware Abstraction)：IO硬件抽象层
  • DIO驱动 (DIO Driver)：数字IO驱动
  • ICU驱动 (ICU Driver)：输入捕获单元驱动
  • OCU驱动 (OCU Driver)：输出比较单元驱动
  • PWM驱动 (PWM Driver)：脉宽调制驱动
  • SPI处理程序/驱动 (SPI Handler/Driver)：SPI处理程序/驱动

4.12 库 (Libraries)

包含各种功能库：

  • BFX库 (BFX Library)：位操作库
  • CRC库 (CRC Library)：循环冗余校验库
  • E2E库 (E2E Library)：端到端保护库
  • 核心测试 (Core Test)：核心测试库

4.13 MCAL (MCAL)

包含微控制器抽象层的各种驱动：

  • ADC驱动 (ADC Driver)：模数转换驱动
  • CAN驱动 (CAN Driver)：CAN驱动
  • EEPROM驱动 (EEPROM Driver)：EEPROM驱动
  • 以太网驱动 (Ethernet Driver)：以太网驱动
  • Flash驱动 (Flash Driver)：Flash驱动
  • FlexRay驱动 (FlexRay Driver)：FlexRay驱动
  • GPT驱动 (GPT Driver)：通用定时器驱动
  • LIN驱动 (LIN Driver)：LIN驱动
  • MCU驱动 (MCU Driver)：微控制器驱动
  • RAM测试 (RAM Test)：RAM测试
  • 看门狗驱动 (Watchdog Driver)：看门狗驱动
  • 端口驱动 (Port Driver)：端口驱动
  • TTCAN驱动 (TTCAN Driver)：时间触发CAN驱动

4.14 内存 (Memory)

包含内存相关的服务和抽象：

  • 内存服务 (Memory Services)：内存服务
  • 内存硬件抽象层 (Memory Hardware Abstraction Layer)：内存硬件抽象层

4.15 动力总成 (Powertrain)

包含动力总成域的应用接口：

  • 动力总成域应用接口 (Powertrain Domain)：定义动力总成域的应用接口

4.16 RTE (RTE)

包含运行时环境相关的规范：

  • RTE软件 (RTE Software)：RTE软件规范
  • 运行时环境要求 (Runtime Environment Requirements)：运行时环境要求

4.17 安全 (Safety)

包含功能安全相关的规范：

  • 功能安全措施 (Functional Safety Measures)：功能安全措施
  • 安全用例 (Safety Use Case)：安全用例

4.18 软件架构 (SWArch)

包含软件架构相关的模板和规范：

  • 分层软件架构 (Layered Software Architecture)：分层软件架构
  • 软件组件模板 (Software Component Template)：软件组件模板
  • 系统模板 (System Template)：系统模板

4.19 工具 (Tools)

包含工具相关的规范：

  • AUTOSAR工具互操作性 (AUTOSAR Tools Interoperability)：AUTOSAR工具互操作性
  • 与行为模型交互 (Interaction with Behavioral Models)：与行为模型交互
  • AUTOSAR特性 (AUTOSAR Features)：AUTOSAR特性

4.20 规范集群图

图4.1: AUTOSAR Classic Platform 4.4.0 规范集群概览图展示了各个规范集群的组织结构和包含的模块。

4.21 代码示例

/* 规范集群配置示例 */
#include "Std_Types.h"
#include "Com.h"
#include "Dcm.h"
#include "Dem.h"/* 通信模块配置 */
typedef struct {uint8 comChannelId;Com_IPduGroupType ipduGroup;Com_SignalType signal;
} Com_ConfigType;/* 诊断模块配置 */
typedef struct {uint8 dcmChannelId;Dcm_ConfigType dcmConfig;Dem_ConfigType demConfig;
} Diagnostic_ConfigType;/* 模块初始化示例 */
Std_ReturnType InitializeModules(void)
{Std_ReturnType result;/* 初始化通信模块 */result = Com_Init(&comConfig);if (result != E_OK) {return E_NOT_OK;}/* 初始化诊断模块 */result = Dcm_Init(&diagnosticConfig.dcmConfig);if (result != E_OK) {return E_NOT_OK;}result = Dem_Init(&diagnosticConfig.demConfig);if (result != E_OK) {return E_NOT_OK;}return E_OK;
}

5. 总结

AUTOSAR Classic Platform Release 4.4.0代表了AUTOSAR标准的重要演进，在多个关键领域引入了创新性的改进和新功能。

5.1 主要优势

5.1.1 标准化改进
  • ASAM单位标准化：提供了软件与物理世界接口的标准化描述
  • 形式化模型查询：实现了更高效的AUTOSAR用户协作
  • 蓝图派生机制：支持模型的标准化解构和重用
5.1.2 通信能力增强
  • LIN从站支持：扩展了LIN通信栈的功能
  • 总线镜像：提供了强大的总线监控和调试能力
  • 传输层安全：增强了车辆网络安全
5.1.3 安全与调试改进
  • 安全扩展：为AUTOSAR框架添加了全面的安全控制
  • AUTOSAR运行时接口：简化了调试和跟踪过程
  • RTE实现插件：支持更灵活的RTE实现
  • MCAL多核分布：支持高级多核应用场景

5.2 应用场景

5.2.1 汽车电子系统
  • 车身控制模块：利用LIN从站支持和总线镜像功能
  • 动力总成系统：应用安全扩展和传输层安全
  • 信息娱乐系统：使用RTE实现插件优化性能
5.2.2 开发工具链
  • 模型驱动开发：利用形式化模型查询和蓝图派生机制
  • 调试和测试：使用总线镜像和AUTOSAR运行时接口
  • 多核开发：应用MCAL多核分布功能
5.2.3 安全关键系统
  • 功能安全：应用安全扩展和诊断功能
  • 网络安全：使用传输层安全和密钥管理
  • 时间同步：利用逻辑执行时间功能

5.3 技术影响

Release 4.4.0的技术影响主要体现在以下几个方面：

  1. 提高开发效率：通过标准化和工具支持提高开发效率
  2. 增强系统安全性：通过安全扩展和网络安全功能增强系统安全性
  3. 改善调试能力：通过总线镜像和运行时接口改善调试能力
  4. 支持多核架构：通过MCAL多核分布支持现代多核处理器
  5. 促进工具互操作：通过标准化接口促进工具互操作性

AUTOSAR Classic Platform Release 4.4.0为汽车电子系统的开发提供了更强大、更安全、更高效的基础，将继续推动汽车电子技术的创新发展。

http://www.xdnf.cn/news/1401193.html

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