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基于AUTOSAR标准的TCU软件设计

随着标准逐渐成为未来汽车软件架构的主流，作为汽
AUTOSAR

车电子核心部件的双离合变速箱控制单元(TransmissionControlUnit,

TC∪),也将在今后的软件开发中遵循该标准。因此，作者在系统地分

析AUTOSAR标准及开发方法的基础之上，研究了如何在TCU平台上

设计符合标准的应用层软件系统架构、软件组件以及接口
AUTOSAR
层配置，其中，重点阐述了应用层软件组件的设计方法。

架构
1.AUTOSAR

基于TCU的系统需求，作者设计了符合AUTOSAR架构的TCU软

件系统架构，如图1所

示。

同步㈱控制应用层软
自适应学习件组件

(AdaPtiOeLCarn)(GcarControI)(ASW)

协调控制电子泵控制
—CtAuxiIiaryCoordinatorMotorControl}
诊断及信号处理
(Dia^nois∖Signa信号解析和传输
—lTT^Process)tput)

IIJ(RTE)

基础软
件层
操作系统殄断管理内存管理
Jl
(OS)系统(DEM)(MCmory)(COM)I(GPJO)(CDD)(BSW)
微控制器(MiCrOController)

图1AUTOSAR软件架构

为了实现软件功能的复用和标准化，AUToSAR定义了层次化、模

块化的体系架构，划分为以下3个模块:
1.1应用软件层SWC
应用层代表着汽车电子软件中最核心的功能，控制功能设计都在

这一层进行。应用层最基本的组成是软件组件SWC(Software

Component),包括图1中的信号处理、离合器控制、协调控制、同步器

控制、电子泵、自适应学习等功能组件。每个SWC都封装了单个或

多个运行体(RUnnableS),并通过实时环境实现软件组件之间的通信、

系统功能调用以及TCU硬件资源的访问。

1.2实时环境

RTE如图1中的链接线，RTE(RuntimeEnvironment)实现了应用层

软件与底层基础软件之间的分离,上层的每个SWC都与RTE交互，使

得数据与事件传递到其他各个模块。RTE实现了对I/O、存储和其他

基本服务的访问。

1.3基础软件层

BSW如图1所示,基础软件BSW(BaSiCSoftWare)位于RTE之下、

微控制器硬件之上，起到承上启下的作用。BSW主要为应用层提供硬

件驱动、网络通信和实时任务调度等底层服务。BSW本身又包括微控

制器抽象层、ECU抽象层、服务层以及复杂驱动层。BSW每一层均向

其上层软件组件提供服务，并屏蔽了其下层的实现细节。例如，微控

制器抽象层为ECU抽象层提供服务,却并不涉及微控制器与外部设备

具体的物理连接，如接口类型和引脚等。

系统结构设计需要根据系统需求来详细定义上述3个模块的拓
扑结构，并定义各模块内功能子系统的接口属性。
2.AUTOSAR

应用层软件组件开发应用层软件是由多个相互交互的SWC构成,

SWC的设计除了定义自身的类型外，还需定义端口、接口、运行实体

及触发运行实体所对应的RTE事件等属性，如图2所示。

(软件组件，

<(SWC)J

G≡□供型端口(P∙Port)

需型端口(R.Port)

发送/接受型接LI
(Sender-Receiver)
I标定参数I
客户/服务型接口
(CIient-Servicer)

C≡M)内部行为
(InternalSinIUIink模型
BehaViOr)

2.1SWC

类型AUToSAR按功能属性将SWC划分为应用层、传感器/执行器、

标定参数、服务层、ECU抽象层、复杂设备驱动等类型。如图1中的

Input∖0utput组件即为传感器/执行器类型的SWC,而Auxiliary

COOrdinatOr等组件则实现了TCU应用层控制策略，即为应用层类型

的SWC。以下描述的属性设置都针对应用层SWC。

2.2SWC属性设置

2.1.1端口
端口（POrt）定义了SWC与外界通信的传输方向以及所承载的接

□。根据传输方向，端口分为供型端口（Provide-Port,对外提供某种

数据或者某类操作）和需型端口（Receive-Port,请求从其他SWC获得

所需数据或者操作）。要实现数据由供型端口传向需型端口，还需对

这两个端口指定数据传输的接口类型。

ECU

图3SWC之间端口和接口连接示意图

如图3所示，设置MotorControl的端口为供型端口，Input/OUtPUt

的端口为需型端口,两者之间的数据通过这两个端口中的接口实现

传输。

2.1.2软件接口

端口只定义了软件组件间通信方向，其