基于Auto SAR的汽车电子控制系统嵌入式软件开发研究

宋艳芳

(河南工业职业技术学院，河南南阳473000)

基于Auto SAR的汽车电子控制系统嵌入式软件开发研究

宋艳芳

(河南工业职业技术学院，河南南阳473000)

介绍了Auto SAR的概念、体系结构、作用，指出了符合Auto SAR嵌入式代码的开发成果。分析了基于Auto SAR的嵌入式软件开发流程及开发效果。实际运用表明，在汽车电子控制系统开发中，运用基于Auto SAR的嵌入式软件不仅操作简单，能够增强不同层级之间的联系，减少软件开发工作量，缩短开发周期。还能够提高软件开发安全性和可靠性，对汽车电子控制系统具有重要作用，在实际工作中值得推广与运用。

Auto SAR;汽车电子控制系统;嵌入式软件;ECU

1 引言

在汽车工业发展进程中，电子控制系统扮演着重要角色。随着汽车工业发展的加速，技术的更新，市场竞争激烈程度的加剧，在实际工作中，必须做好汽车电子控制系统的开发工作，促进其性能不断完善，为整个汽车工业发展注入生机与动力。传统的开发方式存在不足，需要消耗的时间长，浪费资金和人力资源，系统开发效率低，必须采取相应的对策对此进行改进与完善。文章基于基于Auto SAR，介绍了汽车电子控制系统嵌入式软件的开发。希望能够引起人们对该问题的重视，能够为汽车电子控制系统软件开发提供指导。

2 Auto SAR概述

2.1 Auto SAR的概念

Auto SAR是汽车生产厂商、零部件供应商、电子工业企业等共同制定的汽车开放式系统架构标准，对汽车电子工业的发展具有重要指导作用，越来越受到人们重视。开发和制作Auto SAR之后，能够建立标准的ECU开放式嵌入式软件架构，进而可以定义统一标准接口，对整个软件模块的应用有着积极意义。通过采取这些工作，有利于促进软件开发工作的顺利进行，提高产品开发设计水平［1］。Auto SAR的出现和运用，不仅定义软件架构和接口，还定义硬件平台标准。Auto SAR标准对整个汽车电子发展和制作有着重要作用，不仅提供基础软件模块规范，能够有效指导软件模块开发工作，同时还提供用于开发分布式系统应用软件方法，更好指导实际工作。对整个汽车电子系统具有积极作用，在实际工作中愈加受到汽车企业的重视，也得到更为广泛的运用。

2.2 Auto SAR的体系结构

就其体系结构来看，具体如图1所示，Auto SAR主要包括运行时环境、服务层、ECU抽象层、微控制器抽象层等，每个层又包含若干的子系统，各自发挥应用的作用，统一于整个体系结构中，促进系统有效运行。运行时环境主要实现应用软件与基础软件分离，处理软件集成以及软件与模块间数据交换;服务层提供网络服务、内存管理、网络通信、操作系统等，满足系统正常运行的需要;ECU抽象层的主要作用是提供外围设备的驱动程序［2］;微控制器抽象层实现软件与微控制器连接，映射微控制器功能和外围接口，定义内存接口、I/O驱动接口和通信连接接口。

图1 Auto SAR体系结构

2.3 Auto SAR的作用

在汽车电子控制系统开发中，Auto SAR具有重要作用，它能够制定软件模型规范，简化ECU开发流程，实现软件和硬件模块的部分通用性，缩短产品开发周期，提高系统嵌入式软件安全。同时，该技术能有效控制错误事件扩散，实现对关键数据点的有效保护，提高系统可靠性，对系统稳定运行具有积极作用。

3 符合Auto SAR嵌入式代码的开发成果

进行软件开发的时候，为了促进开发工作顺利进行，必须运用相应的代码，进行结构设计，优化各项配置，使各项代码得到最佳组合，从而优化系统设计，为完善系统功能，促进系统正常运行做好准备。具体来说，这些嵌入式代码包括以下不同类型，这是在实际工作中需要关注的问题，以促进系统开发工作的顺利进行，满足实际工作需要。

3.1 运行时环境

通过运行时环境实现无缝集成，及时掌握系统运用的情况。主要功能为:发送端与接收端通信、客户端与服务器通信、显性和隐性数据访问、接收数据队列，支持所有类型运行实体。

3.2 操作系统

包括时间监控、内存监控、支持网络分布式应用，功能为:调度表、定时保护、全局系统时间同步、测量、内存保护。

3.3 系统

系统是其中的关键与核心内容，为了促进其正常运行和工作，必须开发符合实际情况的系统。系统组成包括ECU状态管理器、循环冗余校验程序、看门狗管理器等，功能包括:循环冗余校验、ECU状态管理、基础软件调度，确保系统成功启动和连续运行［3］。

3.4 内存

内存负责处理数据，包括数据管理，数据检查，重新产生应用数据。通过内存能有效避免数据丢失，实现对数据的有效保护。

3.5诊断

主要功能是诊断通信管理器、时间管理器，对存在的问题及时处理，确保系统有效运行。

3.6 通信

能够为应用软件提供基于信号的服务，通信与总线通常联合使用，从而取得更好的运用效果，满足用户需要。通信功能包括通信、协议数据单元路由器、网络管理接口。

3.7 总线

包括CAN总线、LIN总线、FR总线，总线能实现基于总线的Auto SAR通信，功能包括总线接口、总线网络管理、总线传输层。

3.8 微控制器底层驱动

包含微控制器各种底层驱动，实现和其它外围设备信号通信。功能包括ADC驱动、CAN驱动、FR驱动、Flash驱动、LIN驱动、数字输入输出驱动、端口驱动等。

4 基于Auto SAR的嵌入式软件开发流程

为促进开发工作顺利完成，确保软件质量，必须严格遵循软件开发流程，做好每项细节处理工作。Auto SAR定义ECU软件架构，定义开发Auto SAR软件模块方法，为软件的有效开发提供指导和依据。软件开发以形式化描述为起点，描述内容是多种多样的，对具体工作有着重要指导作用，包括描述软件架构、硬件资源、系统约束等。系统配置是ECU配置基础，所有设计和配置数据用统一文件格式保存。Auto SAR定义了一种基于XML文件格式，通过采用这种形式，有利于确保开发流程的通用性，也简化开发工具间的无缝集成，有利于保证软件开发的顺利进行［4］。具体开发流程如图2所示，在开发过程中必须严格遵循开发流程，保证每个环节质量合格，促进开发顺利进行，提高软件开发质量。

图2 基于Auto SAR的嵌入式软件开发流程

4.1输入描述

输入描述是软件开发的第一个步骤，对后续工作产生直接的影响，主要包括以下几个方面的内容。第一、软件架构描述。这是整个输入描述的重要工作，直接影响后续工作，包括通用特性、通信属性、内部架构、需求硬件资源等，它们都是独立于硬件的软件架构，利用开发工具生成标准的软件架构描述文档。第二、硬件资源描述。包括通用特性、工作温度、信号路径、可用硬件资源等，对于这些描述来说，在整个系统当中，它们都是独立于应用软件的硬件资源，利用开发工具生成标准硬件资源描述文档。［5］第三、系统描述。包括网络拓扑、电源系统、消息矩阵、软硬件映射等描述整车需求与输入的信息，利用开发工具生成标准的系统描述文档。在进行软件开发前，必须做好输入描述工作，确保描述到位，为后续工作有效开展奠定基础。

4.2 系统配置

输入描述之后进行系统配置，必须掌握规范要求，做好配置工作，确保工作效率的提升。利用开发工具配置输入描述生成的标准文档，包括软件架构、硬件资源、系统描述文档。为确保效果，在实际工作中需要进行反复配置，进行综合考虑和对比分析，优化配置工作，生成标准ECU描述文档和系统配置文档，为系统的有效和正常运行打下良好基础。

4.3 ECU配置

这是软件开发第三个阶段的工作，也是重要的环节。利用配置工具，配置系统配置阶段生成的标准文档，包括ECU描述、系统配置、RTE配置资源等，通过该阶段的工作，对文档进行合理配置，最后生成标准ECU配置文档。

4.4 ECU软件生成

这是软件开发第三个阶段的工作，为确保配置效果，具体方法如下:将标准ECU配置文档、ECU应用软件、Auto SAR资源库合理配置后生成标准ECU软件，满足实际工作需要，更好的指导软件开发。需要注意的是，在进行配置过程中，当这些文档出现变化的情况，应重新配置，生成更新的标准ECU软件［6］。如软件与硬件资源冲突，或者硬件资源得到了更新，应该对其进行反复校正，并优化ECU软件，使其得到更好的运用，满足软件开发工作的需要。

5 基于Auto SAR的嵌入式软件开发效果

根据上述步骤进行软件开发，完成后进行测试，测试结果表明，软件满足规范要求，适应实际工作的需要。另外，简化ECU开发流程，减少很多不必要工作，促进开发效率的提升。同时还能够实现软件和硬件通用功能模块标准化，缩短软件开发时间，使整个系统的安全性和可靠性得以增强。另外，由于具有这些特点和优势，在软件开发中采用这种方式能够降低整车成本，提高经济效益。例如，汽车ECU大约20个，如果运用通用标准软件模块进行产品开发，零部件供应商可以节省开发费用约20万元。由此计算可以得知，在软件开发中，通过采用标准软件模块，一个车型就可以节省费用约400万元，能够取得显著的经济效益。

6 结束语

综上所述，Auto SAR满足汽车电子控制系统开发的需要，在实际运用中具有重要的作用。因此，今后在进行系统软件开发中，需要重视Auto SAR的运用。并加强技术创新，重视实际工作经验的总结，不断规范和完善软件开发工作，制定并健全行业标准，有效规范汽车ECU软件开发工作，提高软件开发工作经济效益。最终实现塑造汽车品牌形象，增强零部件供应商的竞争力和影响力，推动整个汽车工业健康、有序发展的目的。

参考文献:

［1］侯素礼.国内汽车电子嵌入式软件开发平台标准化之路［J］.轻型汽车技术，2010(5):40－41.

［2］高焕吉.基于AUTO SAR的汽车电子控制系统嵌入式软件开发［J］.汽车电器，2010(5):11－14.

［3］刘珍秧.基于Auto SAR的汽车电子控制系统嵌入式软件开发［J］.电子世界，2013(6):32－33.

［4］王军，宋顺林.基于MDA的汽车嵌入式软件系统架构设计［J］.计算机工程与设计，2010(9):2048－2051.

［5］赵彦斌，钟再敏.基于代码自动生成技术的汽车电子实时控制软件开发［J］.计算机辅助工程，2008(3):36－40.

［6］魏学哲.汽车嵌入式系统开发方法、体系架构和流程［J］.同济大学学报(自然科学版)，2012(7):1064－1070.

Development and Research on Embedded Software of Automobile Electronic Control System Based on Auto SAR

SONG Yan－fang
(Henan Polytechnic Institute，Nanyang 473000，China)

This paper introduces the concept，architecture and function of Auto SAR aswell as points out the development results that conform to the Auto SAR embedded code.This paper analyzes the development process and development effect of embedded software based on Auto SAR.The practical application indicates that the application of embedded software based on Auto SAR in the development of automobile electronic control system is not only easy in operation，able to enhance the connection between different levels，reduce theworkload of software development and shorten the development cycle，but also can improve the security and reliability of software development，which is of vital function to automobile electronic control system and worthy of promotion and application in practicalwork.

Auto SAR;automobile electronic control system;embedded software;ECU

U463.6

B

1673－5382(2014)03－0088－05

(责任编辑 侯中岩)

2014－07－23

宋艳芳(1981)，女，河南安阳人，河南工业职业技术学院助教，硕士.