ใน ระบบยานยนต์ ความซับซ้อนทางอิเล็กทรอนิกส์หรือไฟฟ้ากำลังเพิ่มขึ้น ในรถยนต์สมัยใหม่มีชุดควบคุมเครื่องยนต์มากกว่า 100 ชุดซึ่งเรียกว่า ECU ECU แต่ละตัวมีฟังก์ชั่นจำนวนมากซึ่งต้องได้รับการเปลี่ยนวลีบ่อยๆตั้งแต่เริ่มต้นเมื่อเปลี่ยนฮาร์ดแวร์เช่นโปรเซสเซอร์ เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับรถยนต์ที่จะทำให้ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันเป็นอิสระด้วยความช่วยเหลือของฮาร์ดแวร์ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ฟังก์ชันพื้นฐานจะถูกเรียกใช้ใน AUTOSAR เพื่อสร้างและตั้งค่าสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์แบบเปิดสำหรับชุดควบคุมเครื่องยนต์ยานยนต์ บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของ AUTOSAR

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับ Autosar

AUTOSAR ได้รับการพัฒนาโดยแตกต่างกัน รถยนต์ บริษัท ผู้ผลิตในปี 2546 เช่น BMW, Continental AG, Daimler-Benz, Robert Bosch GmbH, Siemens VDO สำหรับการสร้างสถาปัตยกรรมมาตรฐานอุตสาหกรรมแบบเปิดสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ ในปีเดียวกันของเดือนพฤศจิกายน บริษัท ยานยนต์ชื่อดังอย่างฟอร์ดได้เข้าร่วมเป็นพันธมิตรหลัก ในเดือนธันวาคม Toyota Motor Corporation & Groupe PSA ได้เข้าร่วม ในเดือนกุมภาพันธ์ 2551 หลังจาก บริษัท Siemens VDO ได้รับผ่านทาง Continental แล้ว บริษัท ก็หยุดเป็นพันธมิตรหลักของ AUTOSAR โดยอัตโนมัติ

ในปี พ.ศ. 2546 AUTOSAR ได้เปิดตัวสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์หลัก 4 แบบสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ การทำงานของ AUTOSAR สามารถแบ่งออกเป็น 3 เฟส ในช่วงที่ 1 ตั้งแต่ปี 2547 ถึงปี 06 การพัฒนาขั้นพื้นฐานได้ดำเนินการในระยะที่ 2 จากปี 2550 ถึงปี 09 ได้ขยายการพัฒนาขั้นพื้นฐานในสถาปัตยกรรมและวิธีการ ในระยะที่ 3 ตั้งแต่ปี 2010 ถึง 13 การป้องกันและการปรับปรุงที่ต้องการสามารถทำได้ การทำงานของแพลตฟอร์มแบบปรับได้เริ่มขึ้นในปี 2016 และในที่สุดการพัฒนาหลักก็ได้รับการเผยแพร่ในเวอร์ชันรวมของ Classic, Adaptive & Foundation of AUTOSAR

AUTOSAR คืออะไร?

คำว่า AUTOSAR ย่อมาจาก“ Automotive Open System Architecture” เป็นสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์สำหรับยานยนต์ที่เป็นมาตรฐานและเป็นแบบเปิด สถาปัตยกรรมนี้รองรับอินเทอร์เฟซภายในแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์และฟังก์ชันพื้นฐานของรถ และยังช่วยในการสร้างสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ที่คุ้นเคยของระบบควบคุมเครื่องยนต์สำหรับผู้ร่วมงาน AUTOSAR ทั้งหมด

AUTOSAR ใช้เพื่อมอบข้อได้เปรียบที่แท้จริงให้กับผู้ร่วมงานในการจัดการระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนมากขึ้นในรถยนต์เช่นการรวมระบบอย่างง่ายสลับฟังก์ชันภายในเครือข่ายการควบคุมเครื่องยนต์ที่ซับซ้อน (ECU) และเพื่อควบคุมวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ทั้งหมด

สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ยานยนต์นี้ได้รับการพัฒนาร่วมกันโดยผู้ผลิตรถยนต์ผู้พัฒนาเครื่องมือและซัพพลายเออร์ต่างๆ แพลตฟอร์มนี้จะช่วยเพิ่มฟังก์ชันการทำงานของยานยนต์ในอุตสาหกรรมยานยนต์โดยไม่ต้องกังวลกับโมเดลที่มีอยู่

ชุดควบคุมเครื่องยนต์ของยานยนต์มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้

อินเทอร์เฟซที่แข็งแกร่งกับฮาร์ดแวร์เช่นแอคชูเอเตอร์และเซ็นเซอร์
เชื่อมต่อกับระบบบัสภายในรถ
รวมไมโครคอนโทรลเลอร์ 16/32 บิต
หน่วยความจำแฟลชภายในหรือภายนอก
ระบบเรียลไทม์

Autosar Architecture พร้อมตัวอย่าง

สถาปัตยกรรมเลเยอร์ AUTOSAR แบ่งย่อยซอฟต์แวร์ออกเป็นห้าชั้น ในตอนแรกเราสังเกต OSI ตาม แต่โมเดลเลเยอร์ลักษณะเฉพาะจะอธิบายถึงการจัดเรียงลำดับชั้นของซอฟต์แวร์ AUTOSAR ด้วยเหตุนี้จึงแบ่งย่อยออกเป็นสามส่วนเช่นซอฟต์แวร์พื้นฐานสภาพแวดล้อมรันไทม์และชั้นแอปพลิเคชัน ในทุกเลเยอร์โมดูลซอฟต์แวร์บางตัวจะถูกแยกออกและเลเยอร์เหล่านี้สื่อสารผ่านอินเทอร์เฟซ

สถาปัตยกรรม AUTOSAR

สถาปัตยกรรม AUTOSAR ชั้นต่างๆ ทำงานบนไมโครคอนโทรลเลอร์เช่นแอปพลิเคชันเลเยอร์ RTE (สภาพแวดล้อมรันไทม์) ชั้นบริการและ BSW (ซอฟต์แวร์พื้นฐาน) เป็นต้นแต่ละชั้นประกอบด้วยโมดูลซอฟต์แวร์และบริการที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อทำให้ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันเป็นอิสระจากหน่วยควบคุมเครื่องยนต์

Application Layer

ชั้นแรกของสถาปัตยกรรม AUTOSAR คือชั้นแอปพลิเคชันที่รองรับการใช้ฟังก์ชันที่กำหนดเอง ประกอบด้วยส่วนประกอบซอฟต์แวร์และแอพพลิเคชั่นต่างๆเพื่อดำเนินการตามคำแนะนำ

เลเยอร์นี้ประกอบด้วยส่วนประกอบสามอย่างเช่นซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันพอร์ตของซอฟต์แวร์และพอร์ตอินเทอร์เฟซ สำหรับส่วนประกอบเหล่านี้สถาปัตยกรรมช่วยให้มั่นใจได้ว่าอินเทอร์เฟซมาตรฐานภายในเลเยอร์แอปพลิเคชัน ส่วนประกอบซอฟต์แวร์ของเลเยอร์นี้จะช่วยในการสร้างแอพพลิเคชั่นที่ง่ายเพื่อให้การสนับสนุนสำหรับฟังก์ชันของรถ

การโต้ตอบระหว่างส่วนประกอบเหล่านี้สามารถทำได้ผ่านพอร์ตที่แน่นอนด้วย Function Bus เสมือน พอร์ตเหล่านี้จะอำนวยความสะดวกในการโต้ตอบระหว่าง BSW ของ AUTOSAR และส่วนประกอบซอฟต์แวร์
นี่คือภาพรวมของสถาปัตยกรรมของ AUTOSAR และรองรับวัสดุสิ้นเปลืองแบบเรียลไทม์และข้อ จำกัด ด้านความปลอดภัย ขึ้นอยู่กับ MCU แพลตฟอร์มมาตรฐานรองรับการใช้งานที่แตกต่างกันเช่นความปลอดภัยและระบบเครือข่ายโดยอนุญาตให้ชุดควบคุมเครื่องยนต์ของยานพาหนะติดต่อกับเซ็นเซอร์และตัวกระตุ้นของยานพาหนะ

RTE (สภาพแวดล้อมรันไทม์)

RTE เป็นเลเยอร์มิดเดิลแวร์ที่ให้บริการสื่อสารกับส่วนประกอบซอฟต์แวร์ของ AUTOSAR และแอพพลิเคชั่นรวมถึงเซ็นเซอร์ AUTOSAR หรือชิ้นส่วนแอคชูเอเตอร์ จุดประสงค์หลักของสิ่งนี้คือการทำให้ส่วนประกอบซอฟต์แวร์เป็นอิสระสำหรับการแมปกับระบบควบคุมเครื่องยนต์ที่แม่นยำ

คุณสมบัติหลักของ RTE มีดังต่อไปนี้

เป็นข้อมูลเฉพาะสำหรับระบบควบคุมเครื่องยนต์และการใช้งาน
มันถูกสร้างขึ้นสำหรับทุกชุดควบคุมเครื่องยนต์
อินเทอร์เฟซไม่ขึ้นอยู่กับชุดควบคุมเครื่องยนต์โดยสิ้นเชิง

ชั้นบริการ

นี่คือเลเยอร์ซอฟต์แวร์หลักที่มีฟังก์ชันต่างๆดังต่อไปนี้

ระบบปฏิบัติการ
บริการหน่วยความจำ
การสื่อสารเครือข่ายสำหรับยานพาหนะ
การจัดการสถานะของชุดควบคุมเครื่องยนต์
บริการแก้ไขปัญหา

เลเยอร์นี้จัดเตรียมโมดูลซอฟต์แวร์พื้นฐานและบริการสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ

คุณสมบัติหลักของชั้นบริการมีดังต่อไปนี้

เฉพาะสำหรับ MCU ( หน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์ ) และองค์ประกอบของฮาร์ดแวร์ ECU
อินเทอร์เฟซนี้เป็นอิสระสำหรับ ECU และ MCU

BSW (ซอฟต์แวร์พื้นฐาน)

เลเยอร์ซอฟต์แวร์พื้นฐานประกอบด้วยสามชั้น ได้แก่

ECU Abstraction Layer
ไดรเวอร์ที่ซับซ้อน
MCAL (ไมโครคอนโทรลเลอร์ Abstraction Layer)

ECU Abstraction Layer

อินเทอร์เฟซกับเลเยอร์นามธรรมของไมโครคอนโทรลเลอร์และไดรเวอร์อุปกรณ์ภายนอกส่วนใหญ่ให้สิทธิ์ในการเข้าสู่อุปกรณ์ที่อยู่ภายในภายนอกของ MCU
อินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมแอปพลิเคชันใช้เพื่อเชื่อมต่อกับ MCU
วัตถุประสงค์หลักของเลเยอร์นี้คือการสร้างเลเยอร์ซอฟต์แวร์ที่สูงขึ้นโดยอิสระสำหรับโครงร่างฮาร์ดแวร์ของหน่วยควบคุมเครื่องยนต์

คุณสมบัติหลักของเลเยอร์นามธรรม ECU มีดังต่อไปนี้

การติดตั้งอาจขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ของ ECU ในขณะที่ไม่ขึ้นกับ MCU
อินเทอร์เฟซระดับสูงสามารถเป็นอิสระสำหรับหน่วยฮาร์ดแวร์ MCU และ ECU

ไดรเวอร์ที่ซับซ้อน

เลเยอร์เหล่านี้ใช้สำหรับฟังก์ชันหลายแง่มุมที่ไม่มีในเลเยอร์อื่น เลเยอร์นี้สามารถเข้าถึง MCU ได้โดยตรง ตัวอย่างหลักคือการควบคุมค่าไฟฟ้า การควบคุมการฉีด , การตรวจจับการเพิ่มตำแหน่ง ฯลฯ

จุดประสงค์หลักคือเพื่อตอบสนองฟังก์ชั่นเฉพาะและความจำเป็นในการจับเวลาที่ต้องการใช้งานเซ็นเซอร์ผสมและตัวกระตุ้น

คุณสมบัติหลักของไดรเวอร์ที่ซับซ้อนมีดังต่อไปนี้

การติดตั้งขึ้นอยู่กับ ECU, MCU และอื่น ๆ อย่างมาก
สามารถติดตั้งอินเทอร์เฟซระดับสูงและกำหนดมาตรฐานตามอินเทอร์เฟซของ AUTOSAR

MCAL (ไมโครคอนโทรลเลอร์ Abstraction Layer)

โมดูลซอฟต์แวร์นี้เข้าถึงได้โดยตรงบนชิปอุปกรณ์ต่อพ่วง MCU และอุปกรณ์ภายนอกที่แมปกับหน่วยความจำ จุดประสงค์หลักคือการสร้างเลเยอร์ซอฟต์แวร์ที่สูงขึ้นโดยอิสระสำหรับ MCU

คุณสมบัติหลักของ MCAL มีดังต่อไปนี้

การติดตั้งขึ้นอยู่กับ MCU
อินเทอร์เฟซลำดับสูงไม่ขึ้นอยู่กับ MCU

วัตถุประสงค์ของ AUTOSAR

วัตถุประสงค์หลักของ AUTOSAR มีดังต่อไปนี้

การเปิดใช้งานความซ้ำซ้อน
ฟังก์ชั่นจาก ECU หนึ่งไปยัง ECU อื่นสามารถทำได้ภายในเครือข่าย
การบำรุงรักษาตลอดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ทั้งหมด
การรวมโมดูลการทำงานจากซัพพลายเออร์จำนวนมาก
เพิ่มการใช้ฮาร์ดแวร์ COTS
ซอฟต์แวร์อัปเดตตลอดอายุการใช้งานของรถยนต์
ปรับขนาดให้เข้ากับรถยนต์ต่างๆ
การใช้งานฟังก์ชันที่สำคัญเช่นโซลูชันหลักทั่วไปทั่วทั้งอุตสาหกรรม
ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

ข้อดีและข้อเสียของ AUTOSAR

ข้อดีของ AUTOSAR มีดังต่อไปนี้

“แผนภาพการเชื่อมต่อสวิตช์สองทาง ”

การแบ่งปันซอฟต์แวร์สามารถทำได้ระหว่าง บริษัท ต่างๆ
การนำส่วนประกอบซอฟต์แวร์กลับมาใช้ใหม่
สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์พื้นฐานเป็นชั้น ๆ
ความสอดคล้องของอินเทอร์เฟซ
ความสามารถในการทำงานร่วมกัน
รหัสซอฟต์แวร์สามารถใช้ซ้ำได้
ความยืดหยุ่นในการออกแบบมีมากขึ้น
ต้นทุนและเวลาในการพัฒนาจะลดลง
ประสิทธิภาพสามารถเพิ่มขึ้นได้ในการพัฒนาฟังก์ชัน
ความโปร่งใสและอินเทอร์เฟซที่แตกต่างจะเปิดโอกาสให้มีโมเดลธุรกิจใหม่ ๆ

ข้อเสียของ AUTOSAR มีดังต่อไปนี้

ความซับซ้อน
การลงทุนระยะแรก
เส้นโค้งการเรียนรู้

การใช้งาน AUTOSAR

การประยุกต์ใช้สถาปัตยกรรม Autosar มีดังต่อไปนี้

Infotainment
เซ็นเซอร์เช่น LIDAR และ RADAR
การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์
กระแสไฟฟ้า
ADAS ฟังก์ชั่นกับกล้อง
v2x
การอัปเดตแผนที่
แอพยานยนต์

คำถามที่พบบ่อย

1). AUTOSAR คืออะไร?

สถาปัตยกรรมระบบเปิดยานยนต์เป็นสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ยานยนต์ชนิดหนึ่งซึ่งพัฒนาโดยซัพพลายเออร์ผู้ผลิตรถยนต์ ฯลฯ

2). วัตถุประสงค์ของ AUTOSAR คืออะไร?

สิ่งนี้ช่วยให้สามารถใช้การออกแบบซอฟต์แวร์ตามโมเดลส่วนประกอบสำหรับระบบยานพาหนะ

3). AUTOSAR เป็นระบบปฏิบัติการหรือไม่?

ไม่ได้ แต่มีข้อกำหนดสำหรับระบบปฏิบัติการ

4). บทบาทของ RTE ใน AUTOSAR คืออะไร?

ใช้เพื่อให้บริการโครงสร้างพื้นฐานเพื่อให้การสื่อสารเกิดขึ้นระหว่างส่วนประกอบซอฟต์แวร์ที่เข้าถึงโมดูลซอฟต์แวร์พื้นฐานเช่น ระบบปฏิบัติการ และบริการสื่อสาร

5). เลเยอร์ในสถาปัตยกรรม AUTOSAR คืออะไร?

มีเลเยอร์สามประเภทเช่น RTE ชั้นบริการและซอฟต์แวร์พื้นฐาน

6). ใครเป็นผู้พัฒนาสถาปัตยกรรม AUTOSAR นี้

ได้รับการพัฒนาโดยนักพัฒนาเครื่องมือซัพพลายเออร์รถยนต์และผู้ผลิต

7). จะเรียนรู้ AUTOSAR ได้อย่างไร?

ขั้นแรกเรียนรู้พื้นฐานจากผู้มีประสบการณ์และเริ่มทำโครงการเพื่อพัฒนา ECU ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของมัน นอกจากนี้ให้สร้างตัวอย่างภายใน Matlab และผ่านโค้ดที่สร้างขึ้น

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของ AUTOSAR . เป็นสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์รถยนต์มาตรฐานซึ่งพัฒนาโดยซัพพลายเออร์ผู้ผลิตรถยนต์หลายราย วัตถุประสงค์หลักของสิ่งนี้คือการตั้งค่าเลเยอร์ระหว่างแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ ECU ดังนั้นซอฟต์แวร์นี้ส่วนใหญ่จึงไม่ขึ้นอยู่กับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ต้องการรวมถึงผู้ผลิตรถยนต์เพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สำหรับระบบชุดควบคุมเครื่องยนต์แต่ละระบบ นี่คือคำถามสำหรับคุณ AUTOSAR เต็มรูปแบบคืออะไร?