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深入了解Linux RTI DDS配置
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隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，實時數(shù)據(jù)傳輸變得越來越重要和常見。在某些領(lǐng)域，如醫(yī)療、航空航天、能源和工業(yè)控制等方面，需要對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行高效傳輸和處理。在這種情況下，一貫有效的實時數(shù)據(jù)傳輸方案是RTI DDS（實時互操作數(shù)據(jù)服務(wù)），他是一種成熟的、用于實現(xiàn)實時通信的架構(gòu)。
Linux RTI DDS配置是為了滿足實時數(shù)據(jù)傳輸需求而生的，它是一個成熟的框架，Lenovo（中國某科技公司）也在通過使用它來構(gòu)建各種實時數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。本文將深入探討Linux RTI DDS配置的基本知識和操作過程，并詳細(xì)解釋如何配置DDS，以滿足實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>
什么是Linux RTI DDS？
RTI DDS是一種實時互操作數(shù)據(jù)服務(wù)，它是一種基礎(chǔ)框架，專門用于進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸和處理。
架構(gòu)師和開發(fā)人員在使用RTI DDS時，可以自由地定義所需的通信架構(gòu)，強(qiáng)化功能，并享有真正的實時性數(shù)據(jù)傳輸。
Linux RTI DDS配置的基本原理
RTI DDS的配置取決于實際情況，這與應(yīng)用程序的性質(zhì)、資源可用性和終端設(shè)備之間的傳輸需求密切相關(guān)。下面是Linux RTI DDS配置的基本原則：
1. 平臺應(yīng)該選擇一個支持RTI DDS的操作系統(tǒng)。通常，Windows和Linux都可以工作。由于Linux是一個開源系統(tǒng)，并且有大量的使用手冊和解釋，因此在選擇操作系統(tǒng)時，參考資料更加全面，便于開發(fā)人員有效實現(xiàn)。
2. 在選擇支持RTI DDS的操作系統(tǒng)后，開發(fā)人員需要準(zhǔn)備一個RTI DDS開發(fā)者工具包。這將使其輕松完成RTI DDS服務(wù)的配置。
3. 對于添加DDS支持的應(yīng)用程序，必須有一個正確的啟動文件。該文件必須包含運行環(huán)境設(shè)置，除其他必要設(shè)置。
4. 確認(rèn)安裝了DDS庫之后，需要手動逐個配置XML文件，以確保DDS基礎(chǔ)架構(gòu)正確。在配置文件中，一定要將DDS通信相關(guān)操作的具體細(xì)節(jié)定義清楚。
如何配置Linux RTI DDS
現(xiàn)在，讓我們看看如何實際配置Linux RTI DDS。
步驟1：安裝RTI DDS
要安裝RTI DDS。這通常是通過下載并運行腳本來實現(xiàn)的。該腳本會自動安裝所需的RTI DDS庫和文件。
要在Linux中運行安裝腳本，請首先使用您喜歡的文本編輯器打開終端。接下來，輸入以下命令：
$ tar zxvf rtidds.4.3.1.4.examples.tar.gz
$ cd RTI_ConnextDDS-5.3.0-Evaluation-Linux-x64
$ sudo ./rtiddsgen -example cpp
$ sudo ./rtiddsgen -example csharp
$ sudo ./rtiddsgen -example java
注意：RTI DDS 5.3.0要使用USB許可證激活。
步驟2：創(chuàng)建一個新的DDS域
在DDS的基礎(chǔ)架構(gòu)中，設(shè)計與服務(wù)分離。在運行DDS工具時，必須從DDS庫中創(chuàng)建一個新的實例，并將所有功能集成到該實例中。
要創(chuàng)建新的DDS域，請按照以下步驟操作：
1. 斷開域
$ cp -f /[rti_install_dir]/certs/*.der [rti_workspace_dir]/[monitor_workspace]/security
2. 連接域
$ cp -rf [rti_install_dir]/certs/ca.der [rti_workspace_dir]/[monitor_workspace]/security
$ rtiddsprotocompile -input certfiles/secure_client_server_gap_profile.idl -d [output_directory] -language c++
$ rtiddsgen -in secure_client_server_gap_profile.idl -d [output_directory] -language [language]
3. 檢查配置
$ tl -f [rti_workspace_dir]/[monitor_workspace]/”Routertypes.xml”
$ tl -f [rti_workspace_dir]/[monitor_workspace]/”routertypes.xml”
如果定義正確，就會看到logs中有DDS消息。
步驟3：為DDS配置安全性
DDS的配置可以被加固，以便盡可能確保數(shù)據(jù)的保密性和安全性。這通常通過安全認(rèn)證、加密和訪問控制來實現(xiàn)。
要在DDS中加強(qiáng)安全性，請按照以下步驟操作：
1. 配置TLS
DDS具有內(nèi)置的TLS支持，可以通過安接字層（SSL）協(xié)議實現(xiàn)。要通過SSL保護(hù)，在創(chuàng)建新的DDS域時，應(yīng)使用證書和密鑰管理工具，按照指南指示進(jìn)行操作。
2. 訪問控制
通過不同的權(quán)限，只允許特定的用戶和應(yīng)用程序在DDS問和讀取數(shù)據(jù)。為了更好地進(jìn)行訪問控制，DDS提供了一個重要的資源：訪問控制列表（ACL）。使用ACL可以限制對授權(quán)用戶的數(shù)據(jù)訪問，以保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性。
3. 數(shù)據(jù)加密
數(shù)據(jù)加密是保護(hù)實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Х椒?。在Linux RTI DDS中，您可以通過添加加密支持來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全傳輸。
注意：要保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性，必須確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有被修改。
Linux RTI DDS是一個成熟的、用于實現(xiàn)實時通信的框架。它提供了強(qiáng)大的實時數(shù)據(jù)傳輸和處理功能，并采用安全性、訪問控制和數(shù)據(jù)加密等有效措施。本文詳細(xì)解釋了如何配置Linux RTI DDS，并提供了一些有用的技巧和指南?，F(xiàn)在，您可以根據(jù)自己的實際情況，從中選擇合適的配置方案，以滿足您的實時數(shù)據(jù)傳輸需求。
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奔馳聊聊執(zhí)行器哪些事
操作系統(tǒng)，中間件，應(yīng)用軟件-各司其職分工不同
操作系統(tǒng)-我負(fù)責(zé)對硬件，提供線程創(chuàng)建等服務(wù)，其他我不管
中間件-我負(fù)昌圓責(zé)和不同操作系統(tǒng)對接，并給上面應(yīng)用提供通訊，資源管理等服務(wù)，其他我不管
應(yīng)用軟件-嗯，剩下都我的事，我管功能，不同系統(tǒng)，不同硬件的事我不管。
中間件(middleware)是基礎(chǔ)軟件的一大類，在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件的下層，總的作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運行與開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。在不同的技術(shù)之間共享資源并管理計算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。
另外中間件的定位不是操作系統(tǒng)，而是一套軟件框架，雖然包括了RTOS，MCAL，服務(wù)通信層等協(xié)議和服務(wù)。兩者看著很接近，但沒有多少競爭關(guān)系。
什么是汽車軟件中間件？
隨著汽車應(yīng)用要求的不斷提高，軟件總量也隨之迅速增長，這導(dǎo)致了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本的劇增，為了提高軟件的管理性、移植性、裁剪性和質(zhì)量，需要定義一套架構(gòu)( Architecture )；方法學(xué)( Methodology )和應(yīng)用接口( Application Interface )。從而實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的接口、高質(zhì)量的無縫集成、高效的開發(fā)以及通過新的模型來管理復(fù)雜的系統(tǒng)。
目前在汽車控制領(lǐng)域有多種總線標(biāo)準(zhǔn)，各側(cè)重點有所不同。盡管總線通信速度越來越高，但是還沒有通信網(wǎng)絡(luò)可以完全滿足未來汽車的所有成本和性能要求，因此需要兼容多種總線和底層協(xié)議的通信協(xié)議和規(guī)范。
中間件的核心思想在于“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分散實現(xiàn)、集中配置”。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)才能給各個廠商提供一個通用的開放的平臺；分散實現(xiàn)則要求軟件系統(tǒng)層次化、模塊化，并且降低應(yīng)用與平臺之間的耦合度；不同模塊來自不同的廠商，它們之間存在復(fù)雜的相互聯(lián)系，要想將其整合成一個完善的系統(tǒng)，必須要求將所有模塊的配置信息以統(tǒng)一的格式集中管理起來，集中配置生成系統(tǒng)。
這個架構(gòu)還需要頃亮具備如下功能：解決汽車功能的可用性和安全性需求；保持汽車電子系統(tǒng)一定的冗余；可以移植到不同汽車的不同平臺上；實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的基本系統(tǒng)功能作為汽車供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)軟件模塊；通過網(wǎng)絡(luò)共享軟件功能；集成多個開發(fā)商提供的軟件模塊；在產(chǎn)品生命期內(nèi)更好地進(jìn)行軟件維護(hù)；更充分地利用硬件平臺的處理能力；可實現(xiàn)汽車電子軟耐乎塌件的更新和升級等。
汽車軟件中間件有什么好處？
所有把標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一后的服務(wù)的優(yōu)勢都大同小異，總結(jié)主要幾點
跨配置，跨車型，跨平臺，跨硬件適應(yīng)
提高了效率，軟件開發(fā)聚焦差異化
軟件認(rèn)證有標(biāo)準(zhǔn)可依
方便行業(yè)軟件互換，降低進(jìn)入門檻
更簡單的集成已有工具鏈，支持從設(shè)計到代碼全流程
對于Autosar，說實話，最有利的是OEM和基礎(chǔ)軟件公司，OEM可以標(biāo)準(zhǔn)化接口，自己做應(yīng)用層或找軟件公司開發(fā)應(yīng)用，基礎(chǔ)軟件公司可以多賣軟件。最不愿意的是tier1，因為增加了成本，還逐步可能淪為硬件生產(chǎn)商。但這個也不能說是autosar的鍋，軟件定義汽車下這個趨勢的發(fā)展是必然的。
汽車軟件中間件有什么缺點？
老實講，這塊大家講的很少，都說這個很美好，但實際操作過程中，我覺得是軟硬件一體設(shè)計上的阻礙。
值得注意的像Tesla這樣的新興企業(yè)并沒有使用autosar這是為什么？所有平臺性的軟件，都有一個弊病，就是為了兼容一致性，會對軟硬件協(xié)作的效率帶來影響，autosar也不例外。
我感覺“Autosar就是汽車行業(yè)的塞班系統(tǒng)，看似很好，很標(biāo)準(zhǔn)，但是最終會被淘汰。就像當(dāng)年的諾基亞一樣，原因是最后會被一個軟硬件集成度更好的iphone取代，iphone可不糾結(jié)能夠給其他公司用自己的系統(tǒng)。
從商業(yè)和成本角度看
Autosar設(shè)計上已經(jīng)有些落后，代碼臃腫，對成本影響很大。打個比方，北美一個程序員一年的cost也就是15萬美金，自己完成底層的開發(fā)就這個價，使用Autosar的工具鏈和代碼臃腫帶來的升級MCU開銷遠(yuǎn)大于節(jié)省的這部分開發(fā)成本。細(xì)分Autosar的成本：
1.開發(fā)成本:首先需要購買autosar，本身就是成本，autosar包含的模塊多，肯定要貴，但不一定所有的都會被用上。其次是人力投入，對于一個原來就有其他平臺的新的之一個項目轉(zhuǎn)換到autosar是增加人力的，對于新公司，購買autosar是降低人力的，很多模塊不用自己開發(fā)了。對于建立平臺以后的項目，實際差不多。
2.生產(chǎn)成本:首先是硬件成本，現(xiàn)在MCU越來越便宜，用不用autosar基本沒區(qū)別，如果說存儲空間特別小的MCU，比如防夾模塊，本來也沒要求autosar。其次是軟件成本，這個才是問題，跟以前基礎(chǔ)軟件不同autosar現(xiàn)在收量產(chǎn)license費。
從技術(shù)角度看
關(guān)于autosar的應(yīng)用，autosar之前定義的主要就是BCM、TCU、EMS、ESP等要求實時控制的ECU。不是針對娛樂系統(tǒng)，自動駕駛MPU的，當(dāng)然這些控制器里也有MCU，可以用運行autosar的MCU。autosar現(xiàn)在最擅長的是16bit MCU以及不太復(fù)雜的32bitMCU。32bit以上的MCU，需要RTOS支持，比如自動駕駛軟件。車的中控也不可能基于autosar,也是因為沒有一個強(qiáng)有力的RTOS， 在越來越強(qiáng)調(diào)security的軟件開發(fā)中，AUTOSAR也沒有進(jìn)程隔離的概念。前景難料.
中間件的明星方案-AUTOSAR
所有中間件方案中，最著名的是AUTOSAR, 其是由各大整車廠商和零部件廠商開始著手聯(lián)合制定軟件的標(biāo)準(zhǔn)化接口。AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)是由全球的主要汽車生產(chǎn)廠商、零部件供應(yīng)商、軟硬件和電子工業(yè)等企業(yè)(如BMW、BOSCH、Continental、DAIMLER、Ford、OPEL、PSA、TOYOTA、VW等)共同制定的汽車開放式系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。
2023年7月，由寶馬、博世、大陸、戴姆勒-克萊斯勒、西門子VDO和大眾聯(lián)合成立AUTOSAR發(fā)展聯(lián)盟，為汽車E/E架構(gòu)建立了一種開放式的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2023年11月，福特公司作為核心伙伴加入，12月標(biāo)致雪鐵龍和豐田汽車加入。接下來的11月通用汽車也作為核心伙伴加入。自從西門子VDO被大陸在2023年2月收購后，它就不再作為AUTOSAR的獨立核心伙伴。
之一階段（）：標(biāo)準(zhǔn)基本開發(fā)時期（版本1.0.2.0和2.1）
第二階段（）：體系和方法相關(guān)方面擴(kuò)展（版本3.0，3.1和4.0）
第三階段（）：可維護(hù)性和可選擇性的改進(jìn)（版本3.2，4.1和4.2）
在2023年，AUTOSAR聯(lián)盟進(jìn)入一種持續(xù)改進(jìn)模式，主要用來維持標(biāo)準(zhǔn)和提供所選擇的改進(jìn),往后實際上，autosar更新就很少了，開始轉(zhuǎn)向AUTOSAR-Adaptive。
AUTOSAR-Adaptive拯救AUTOSAR
對于用于實現(xiàn)典型動力總成和底盤功能的深度嵌入式系統(tǒng)，AUTOSAR經(jīng)典平臺仍將是首選。在低成本硬件上運行時，對安全性、實時性和確定性要求較高。同時，AUTOSAR為這些應(yīng)用程序提供了一個經(jīng)過良好驗證的成熟軟件平臺，包括一個廣泛使用的方法，它支持當(dāng)今所有的協(xié)作模型。而為了支持客戶應(yīng)用程序的動態(tài)部署，并為需要高端計算能力的應(yīng)用程序提供環(huán)境，AUTOSAR在2023年推出了第二個軟件平臺，即AUTOSAR Adaptive platform。這個想法是盡可能從其他領(lǐng)域(如消費電子產(chǎn)品)的發(fā)展中獲益，同時仍然考慮汽車的特定要求，如功能安全。
Adaptive需要支持，未來E/E架構(gòu)的兩個關(guān)鍵特征是：
1) 異構(gòu)軟件平臺的集成，當(dāng)今汽車的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以聚集成不同的領(lǐng)域，用于信息娛樂和連接、底盤、動力系統(tǒng)等。雖然infotainment ECUs通常使用Linux、QNX或其他通用操作系統(tǒng)，但AUTOSAR Classic平臺是深度嵌入式控制單元的標(biāo)準(zhǔn)。隨著新的用例和對計算能力的深入嵌入式應(yīng)用程序不斷增長的需求，第三種ecu將出現(xiàn)，它具有不同的特性，必須集成到現(xiàn)有的E/E體系結(jié)構(gòu)中。
2) 面向服務(wù)和基于信號的通信，傳統(tǒng)的汽車通信仍然是基于ecu向其他ecu提供信號廣播的思想。這種范式非常適合于有限大小的控制數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須循環(huán)地進(jìn)行通信。先進(jìn)的應(yīng)用程序，如高自動化駕駛與更高的負(fù)載要求，例如交換對象列表檢測到的一組傳感器和以太網(wǎng)作為一個通信系統(tǒng)需要更復(fù)雜的協(xié)議。面向服務(wù)通信的概念是基于在通信系統(tǒng)上提供服務(wù)的應(yīng)用程序和訂閱此服務(wù)的其他應(yīng)用程序。然后數(shù)據(jù)只發(fā)送給訂閱服務(wù)器。
面向服務(wù)的通信與現(xiàn)有的基于信號的范式的結(jié)合是未來E/E體系結(jié)構(gòu)的第二個關(guān)鍵方面，從這個角度來看，這是一個艱巨的挑戰(zhàn)。
為了解決AUTOSAR僵化的問題，Adaptive希望可以找到一種中間過程平臺
ADAPTIVE為承載這些功能的軟件基礎(chǔ)設(shè)施增加了新的需求。除了現(xiàn)有的需求(如功能安全和安全性)，軟件架構(gòu)還必須支持硬件(如具有高端計算能力的硬件)、空中更新、與后端系統(tǒng)的通信或應(yīng)用程序的動態(tài)部署。
AUTOSAR Adaptive擴(kuò)展了AUTOSAR平臺，以滿足當(dāng)前汽車自動駕駛、電氣化和互聯(lián)互通等趨勢的需求。因此，它在許多方面改變了已建立的E/E開發(fā)過程。最重要的變化是，基于信號的通信被面向服務(wù)的設(shè)計所取代。c++取代了C語言作為自適應(yīng)應(yīng)用程序的編程語言，以及基于posix的操作系統(tǒng)(如Linux用于自適應(yīng)電子控制單元)是進(jìn)一步的突破性轉(zhuǎn)變。
AUTOSAR Adaptive 組件封裝了SOA軟件底層的通訊細(xì)節(jié)(包括SOME/IP協(xié)議，IPC等)，同時提供代理(Proxy)-骨架(Skeleton)模型，該模型以C 面向?qū)ο笳Z言描述，方便上層應(yīng)用開發(fā)人員調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口(API)進(jìn)行開發(fā)。Application Design Model是該模型另一種可配置的呈現(xiàn)，開發(fā)人員通過使用相應(yīng)的配置工具對Application Design Model進(jìn)行描述和配置，即可實現(xiàn)基于SOA服務(wù)架構(gòu)的軟件落地和部署。聯(lián)合電子使用AUTOSAR Adaptive組件完成SOA服務(wù)架構(gòu)軟件的開發(fā)
可以看到，自適應(yīng)Autosar又找到了延續(xù)自己生命的另外一個理由，提供了一種由現(xiàn)在信號導(dǎo)向的架構(gòu)往SOA架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。未來由于控制器數(shù)量大幅度降低, 類似特斯拉這樣的車企多半是不理會自適應(yīng)AutosarAdaptive
與此同時，更多的相關(guān)配套供應(yīng)商也在加快與AUTOSAR自適應(yīng)平臺的對接。去年11月，Real-Time Innovations（RTI）宣布，AUTOSAR最新版本的自適應(yīng)平臺（版本18-10），已經(jīng)具有數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)(DDS)標(biāo)準(zhǔn)的完整網(wǎng)絡(luò)綁定。這意味著汽車制造商現(xiàn)在可以使用DDS實現(xiàn)AUTOSAR自適應(yīng)框架，并開發(fā)高度自動駕駛系統(tǒng)，如4級和5級。DDS允許AUTOSAR完全支持高度自動駕駛系統(tǒng)，并提供“量產(chǎn)級通信框架”，保證這些復(fù)雜系統(tǒng)所需的可靠性、可伸縮性和性能。比如，在AUTOSAR中完全指定了DDS之后，汽車行業(yè)現(xiàn)在可以使用RTI Connext和DDS開發(fā)高性能應(yīng)用程序，比如傳感器融合應(yīng)用程序。
AUTOSAR版本18-10有助于解決OEM軟件開發(fā)團(tuán)隊在支持不同價格區(qū)間車型時所面臨的各種安全和連接性挑戰(zhàn)。此外，允許開發(fā)人員“動態(tài)配置平臺”，以支持每個車型平臺的各種操作模式和硬件功能。
技術(shù)細(xì)節(jié)-AUTOSAR的分層設(shè)計
架構(gòu)層面
AUTOSAR定義一個軟件分層架構(gòu)以支持汽車電子系統(tǒng)的集成。其體系架構(gòu)從上至下依次為應(yīng)用層、運行環(huán)境層(RTE)、以及基礎(chǔ)軟件層（BSW)
接著再復(fù)雜一些，BSW再分為復(fù)雜驅(qū)動模塊， 微控制器抽象層、ECU抽象層、系統(tǒng)服務(wù)層
(1)應(yīng)用層。包括應(yīng)用軟件組件、傳感器和執(zhí)行器軟件組件，都位于應(yīng)用層。該層的軟件組件通過RTE進(jìn)行內(nèi)部通訊和訪問ECU資源。應(yīng)用層的軟件實現(xiàn)獨立于微控制器、ECU。
(2)RTE層。RTE層為應(yīng)用層提供通訊服務(wù)。RTE層的實現(xiàn)與ECU和具體應(yīng)用相關(guān)，必須為每個ECU分別實現(xiàn)，AUTOSAR軟件組件之間通信需要通過RTE。
(3)服務(wù)層。包含RTOS、通信與網(wǎng)絡(luò)管理、內(nèi)存管理、診斷服務(wù)、狀態(tài)管理、程序監(jiān)控等服務(wù)。它為應(yīng)用和基礎(chǔ)軟件模塊提供基本服務(wù)，包括：操作系統(tǒng)服務(wù)、汽車網(wǎng)絡(luò)通訊和管理服務(wù)、存儲服務(wù)、診斷服務(wù)和ECU狀態(tài)管理。服務(wù)層的實現(xiàn)部分與微控制器、ECU和具體應(yīng)用相關(guān)。
(4)ECU抽象層。ECU抽象層抽象出ECU結(jié)構(gòu)，如外設(shè)與ECU的聯(lián)接方式等．雖然該層與ECU平臺相關(guān)，但是與微控制器是無關(guān)的。這種無關(guān)性是由微控制器抽象層來實現(xiàn)的。其中封裝了微控制器層及外圍設(shè)備的驅(qū)動，并對微控制器內(nèi)外設(shè)的訪問進(jìn)行了統(tǒng)一，實現(xiàn)了軟件應(yīng)用層與硬件系統(tǒng)的分離
(5)微控制器的抽象層(microcontroller abstraction layer，MCAL)。位于基礎(chǔ)軟件的更底層，包含了訪問微控制器的驅(qū)動（如I/O驅(qū)動、ADC驅(qū)動等），做到了上層軟件與微控制器的分離，以便應(yīng)用的后續(xù)的移植復(fù)用。微控制器的抽象層是實現(xiàn)不同硬件接口統(tǒng)一化的特殊層，通過微控制器的抽象層可將硬件封裝起來，避免了高層軟件直接與微控制器的寄存器打交道。MCAL提供消息機(jī)制，并以此將指令、響應(yīng)和信息分離成不同的過程。微控制器抽象層包括微控制器相關(guān)的驅(qū)動，它負(fù)責(zé)管理微控制器的外部設(shè)備，并將微控制器的信號提供給基礎(chǔ)軟件的元件。
(6)復(fù)雜驅(qū)動層，由于其嚴(yán)格的時序為應(yīng)用層通過RTE訪問硬件提供支持。
再復(fù)雜一些
再再復(fù)雜一些
接著我們從RTE層往上看
運行時環(huán)境( RTE )是應(yīng)用軟件和基礎(chǔ)軟件通信的橋梁，無論通信發(fā)生在 ECU之間( 如通過CAN、LIN、FlexRay、MOST等網(wǎng)絡(luò)) ，還是在ECU內(nèi)部，RTE均通過提供一致的接口和服務(wù)來實現(xiàn)SWC之間的通信抽象，其最終實現(xiàn)會因ECU的不同而有所差異。一般情況下，每一層只能使用下一層的接口，并向上一層提供服務(wù)接口。
應(yīng)用層中的功能由各軟件組件（SWC）實現(xiàn)，組件中封裝了部分或者全部汽車電子功能，包括對其具體功能的實現(xiàn)以及對應(yīng)描述，如控制大燈，空調(diào)等部件的運作，但與汽車硬件系統(tǒng)沒有連接。
在設(shè)計開發(fā)階段中，軟件組件通信層面引入了一個新的概念，虛擬功能總線VFB（Virtual Functional Bus），它是對AUTOSAR所有通信機(jī)制的抽象，利用VFB，開發(fā)工程師將軟件組件的通信細(xì)節(jié)抽象，只需要通過AUTOSAR所定義的接口進(jìn)行描述，即能夠?qū)崿F(xiàn)軟件組件與其他組件以及硬件之間的通信，甚至ECU內(nèi)部或者是與其他ECU之間的數(shù)據(jù)傳輸。
因此軟件組件只需向VFB發(fā)送輸出信號，VFB將信息傳輸給目標(biāo)組建的輸入端口，這樣的方式使得在硬件定義之前，即可完成功能軟件的驗證，而不需要依賴于傳統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。
中間件RTE與面向?qū)ο驩O（object oriented）的編程思想非常接近，所有ECU所對應(yīng)的RTE都是特定的，它負(fù)責(zé)著軟件構(gòu)件間以及軟件構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件之間的通信。對于軟件構(gòu)件來說，基礎(chǔ)軟件不能夠直接訪問，必須通過RTE進(jìn)入。因而RTE也被理解成是VFB的接口實現(xiàn)。
而構(gòu)件之間及構(gòu)件與基礎(chǔ)軟件的通信關(guān)系如圖所示：
AUTOSAR軟件構(gòu)件無法直接訪問基礎(chǔ)軟件中的操作系統(tǒng)OS，因而在應(yīng)用程序中就不存在「task」的概念，且不能動態(tài)創(chuàng)建線程，因此并行的任務(wù)由RTE直接管理調(diào)入的「構(gòu)件運行實體」來實現(xiàn)。每個軟件構(gòu)件也許會有一個或者多個運行實體，但是一個運行實體只對應(yīng)一個入口。
方法學(xué)層面
「AUTOSAR方法論」是指在汽車電子系統(tǒng)開發(fā)的某些步驟中所需要的通用技術(shù)方法。
1、 但AUTOSAR方法既非完整的過程描述也不是商業(yè)模式，也沒有定義「角色」和「責(zé)任」。
2、 方法論僅是一個work-product flow，并定義了其中的依賴關(guān)系。
根據(jù)AUTOSAR方法論，完整的基于AUTOSAR規(guī)范的配置生成過程分為以上圖示兩部分，即系統(tǒng)配置過程及ECU配置過程。兩者之間并無先后關(guān)系，系統(tǒng)配置過程中的輸入包內(nèi)含有ECU配置的相關(guān)模塊，ECU配置也會反饋于系統(tǒng)配置。
系統(tǒng)配置過程：
系統(tǒng)配置輸入（System Configuration Input）必須被定義好，AUTOSAR傾向于通過信息交換格式（軟件構(gòu)件、ECU資源、系統(tǒng)限制）以及模版來減少這些廚師系統(tǒng)設(shè)計決定的正式描述。模板包含三部分：
軟件構(gòu)件的描述：定義每個需要的軟件構(gòu)件的接口內(nèi)容，如數(shù)據(jù)類型、端口、接口等
系統(tǒng)約束描述：如總線信號的定義、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與軟件構(gòu)件之間的映射關(guān)系
ECU資源描述：定義每個ECU的資源需求，如處理器、外部設(shè)備、存儲器、傳感器以及執(zhí)行器
配置步驟如下
輸入的系統(tǒng)配置文件借助配置系統(tǒng)（configure-system）將軟件構(gòu)件映射到資源與計時要求相關(guān)的ECU上，所得到的文件就是系統(tǒng)配置描述文件（system configuration description）。其中包含了軟件構(gòu)件與ECU映射時所需注意的限制條件，以及通信矩陣（Communication-Matrix），矩陣中描述了整車網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)包內(nèi)容及其時序關(guān)系。
ECU配置過程
系統(tǒng)配置完成后，生成了系統(tǒng)配置描述文件，作為ECU配置過程的輸入。
Extract ECU-Specific Information會負(fù)責(zé)從系統(tǒng)配置文件中剝離出各ECU相關(guān)的系統(tǒng)配置信息，如通信矩陣、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、頂級功能組合，生成到ECU Extract of System Configuration中。
Configure ECU的是生成包含了特定ECU局部信息的ECU Configuration Description，而這些信息可以構(gòu)件該特定ECU的可執(zhí)行軟件。
Generate Executable根據(jù)從ECU Configuration Description中得到的信息生成可執(zhí)行程序。
AUTOSAR 的特性使得當(dāng)ECU底層硬件配置升級時，也并不一定要牽動其他軟件系統(tǒng)，正因其統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，越來越多的企業(yè)將會加入到其中，這也為未來汽車電子行業(yè)內(nèi)高效管理以及復(fù)用愈加復(fù)雜的汽車軟件系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
AUTOSAR 中SWC(Software Component Description)包含下列信息: 該SWC用到或被用到的Operation和Data，SWC對基礎(chǔ)構(gòu)架(網(wǎng)絡(luò))和對硬件(延遲時間，定時等)的要求，SWC使用的資源 (存儲器, CPU時間等)，運行機(jī)制(重復(fù)率)，SWC軟件接口。
AUTOSAR中ECU Resource Description包含下列信息:描述使用到的硬件:傳感器，執(zhí)行器，存儲器，處理器，通信外部設(shè)備（如收發(fā)器），引腳分配。
AUTOSAR中System Constraint Description中包含下列信息:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，限制，協(xié)議，通信矩陣，波特率，定時，ECU映射。
系統(tǒng)配置主要是將端口數(shù)據(jù)映射到通信矩陣，將SWC映射到ECU。ECU配置主要是將runnable(可運行實體)映射到task(任務(wù))中。對以上各項內(nèi)容角色分工
接口層面
AUTOSAR各層軟件的交互通過三類接口實現(xiàn)，分別是標(biāo)準(zhǔn)接口、AUTOSAR接口和AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)接口。其中，標(biāo)準(zhǔn)接口用于BSW各個模塊之間的交互，已用C語言定義，如void Adc_Init (const Adc_ConfigType* ConfigPtr)。AUTOSAR接口用于軟件構(gòu)件（Software Component, SW-C）之間的交互或者軟件構(gòu)件和ECU硬件（IO硬件抽象、復(fù)雜設(shè)備驅(qū)動）之間的交互，這類接口命名以“Rte_”為前綴。AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)接口用于軟件構(gòu)件訪問AUTOSAR服務(wù)。
依賴這種分層架構(gòu)和接口定義，AUTOSR顯著提高了汽車電子嵌入式軟件的復(fù)用性——層級越高者，復(fù)用性越強(qiáng)。值得注意的是：
微控制器抽象層層級更低，隨微控制器的更換而更換；
RTE雖然層級僅低于應(yīng)用層，但由于它承擔(dān)著應(yīng)用層和BSW之間的橋梁作用，和硬件的耦合性更高，不具有復(fù)用性；
應(yīng)用層(除傳感器、執(zhí)行器相關(guān)的軟件構(gòu)件外)完全獨立于硬件，具有絕對的復(fù)用性。
AUTOSAR在定義軟件架構(gòu)和接口的同時。也定義了易于交換的硬件平臺標(biāo)準(zhǔn)。AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)不僅提供了基礎(chǔ)軟件模塊的規(guī)范。還提供了用于開發(fā)分布式系統(tǒng)應(yīng)用軟件的方法。這種方法以基于模型的軟件和分布式系統(tǒng)描述開始。以自動代碼生成和可重復(fù)的測試結(jié)束。
Autosar也定義了與網(wǎng)絡(luò)總線接口相關(guān)的模塊，CAN,LIN等網(wǎng)絡(luò)總線接口驅(qū)動、診斷等。AUTOSAR的出現(xiàn)使得ECU中的軟件包括網(wǎng)絡(luò)總線通信軟件第三方供貨成為可能。未來的網(wǎng)絡(luò)總線標(biāo)準(zhǔn)是否仍然各自獨立、互不兼容，目前還無法斷定，但AUTOSAR卻實實在在地將部分標(biāo)準(zhǔn)公開化、標(biāo)準(zhǔn)化，兼容化，而且實際的產(chǎn)品也已經(jīng)被應(yīng)用，AUTOSAR已對現(xiàn)在相互之間封閉的網(wǎng)絡(luò)總線標(biāo)準(zhǔn)形成挑戰(zhàn)。
此外，AUTOSAR還定義了一套標(biāo)準(zhǔn)的軟件開發(fā)流程，從系統(tǒng)建模到生成可執(zhí)行的代碼，包括軟件組件設(shè)計、系統(tǒng)配置、ECU配置和代碼生成三大流程，如圖
技術(shù)細(xì)節(jié)-AUTOSAR ADAPTIVE架構(gòu)介紹
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