AUTOSAR

Cos'è AUTOSAR?

AUTomotive Open System ARchitecture (AUTOSAR) è un'architettura software open ed è standardizzata congiuntamente dai produttori di vetture, dai fornitori e dai sviluppatori di tool.
Lo standard AUTOSTAR abilita l'uso dei componenti basati su una modulazione progettuale del software per i sistemi veicolari. Il model design utilizza componenti del software applicativo, i quali sono indirizzati a componenti astratti chiamati Virtual Funtion Bus.

I componenti del software applicativo possono essere visti come i pezzi più piccoli di una applicazione software in cui sono implementate delle specifiche funzionalità e grazie all'integrazione di questi componenti si produce il software di un'applicazione. Avere delle interfacce standardizzate AUTOSAR per tutti i componenti software rende possibile la gestione delle differenti applicazioni automotive.

I virtual function bus connettono i differenti componenti software al modello progettato. I componenti astratti interconnettono i differenti componenti del software applicativo e gestiscono le informazioni che si scambiano tra loro. Il virtual function bus è la concettualizzazione di tutti i servizi hardware e di sistema offerti dal sistema veicolare. Tutto ciò rende possibile, ai progettisti, di concentrarsi sull'applicazione anziché sull'infrastruttura software.

Attraverso l'uso dei virtual function bus, i componenti del software applicativo non hanno bisogno di conoscere con quali altri componenti del software applicativo devono comunicare. I componenti del software forniscono il loro output al virtual function bus, il quale pilota le informazioni fino alle porte di ingresso dei componenti del software che richiedono le informazioni processate.

Questo principio è reso possibile dalle interfacce standardizzate dei componenti del software, ai quali vanno specificati le porte di ingresso e di uscita ed il formato delle informazioni scambiate.

Questo approccio rende possibile validare le interazioni di tutti i componenti e le interfacce prima dell'implementazione del software. Questo è anche un modo rapido di prendere decisioni per cambi nel design di sistema e di testare il sistema per assicurarsi che sia funzionante.

La creazione di un progetto, seguendo la metodologia AUTOSAR, può essere usato per creare un sistema architetturale di componenti elettrici ed elettronici (E/E) a partire da un approccio model base-design. Tale approccio usa 4 passi:

Step 1: Descrizione dell'Input

La descrizione dell'input contiene tre sotto descrizioni:

• Componenti Software: tale descrizione è indipendente dall'attuale implementazione del componente software. Tra le informazioni da specificare ci sono le interfacce e i requisiti hardware.
• System: La topologia di sistema, ovvero le interconnessioni tra ECU, deve essere specificata insieme con le informazioni disponibili sui bus; come i protocolli usati, funzioni clusterizzate, communication matrix and attributes.
• Hardware: L'hardware deve essere specificato insieme con i metodi di processamento del segnale e della capacità di calcolo.

Step 2: System Configuration

Questo step distribuisce la descrizione dei componenti software per le differenti ECU, è un processo interattivo dove le risorse dell'ECU e i constraint di sistema sono presi in considerazione. Per esempio, c'è bisogno di controllare la velocità necessaria di comunicazione che deve essere soddisfatta. 

Step 3: ECU-Configuration

In questo step, il Basic Software and il Run Time Environment di ogni Electronic Control Unit (ECU) sono configurati basandosi sul comportamento dei componenti del software applicativo di ogni ECU.

Step 4: Generation of Software Executables

Questa metodologia è automatizzata usando una tool-chins. Questo permette la generazione al supporto di eseguibili definendo cambi di formato (usando XML) ed i metodi di lavoro per ogni step.

Per supportare la metodologia AUTOSAR, è sviluppato un meta-modello. Producendo una descrizione formale di tutte le informazioni della metodologia, modellate in UML, tale approccio porta ai seguenti benefici:

• La struttura delle informazioni può essere chiaramente visualizzata (human-readable format);
• La consistenza delle informazioni è garantita;
• Usando XML, un cambio di formato delle informazioni può essere automaticamente generato dal meta-modello e può essere usato come input per la metodologia;
• Rende più semplice la manutenzione dell'intero sistema veicolare.

Benefici di AUTOSAR:

 

L'industria Automotive ha la necessità di aumentare la comprensione d'uso dei modelli standard ed avere dei differenti livelli di astrazione. Come già affermato, AUTOSAR mira a semplificare la progettazione su piccole parti, mentre tradizionalmente gli OEM hanno un focus sull'intera funzionalità. Così facendo AUTOSAR pone maggiori responsabilità agli OEM, la sfida è dunque trasformare i requisiti funzionali di sistema/componente in componenti AUTOSAR cosicché da unirli insieme in una piattaforma.

L'introduzione di AUTOSAR, in forma di elementi di design predefiniti, può portare ad uno scontro culturale nell'Automotive, dove i processi tradizioni sono gestiti a cascata. Lo sviluppo di elementi di design sono tradizionalmente top-down e gli elementi sono il risultato di un perfezionamento graduale dei concetti di progetto. AUTOSAR applica una restrizione della libertà allo sviluppo.

Nella fase iniziale lo sviluppo del design deve essere rivolto ad AUTOSAR e l'implementazione secondo AUTOSAR su un livello di sistema attua un enorme salto verso la modularità. Lo sviluppo dei processi dei veicoli con architetture E/E sono costruite a partire dalle precedenti architetture.

AUTOSAR Meta Model è la spina dorsale della architettura AUTOSAR e contiene complete specificazioni, su come modellare i sistemi AUTOSAR.

Overview su Autosar MetaModel

 Architettura a livelli in AUTOSAR

Classificazione di Interfacce:

Ci sono tre differenti tipi di interfacce nell'Architettura a livelli in AUTOSAR.

• Interfacce AUTOSAR Standardizzate: consiste in un'interfaccia standardizzata AUTOSAR che risiede all'interno di un progetto AUTOSAR.
• Interfacce Standardizzate: è un'interfaccia software se esiste una API standardizzata (OSEK COM Interface Com_ReceiveSignal & Com_TransmitSignal) per la quale risultano concrete le chiamate attraverso moduli RTE. 
• Interfacce AUTOSAR: Un'interfaccia AUTOSAR descrive le informazioni ed i servizi richiesti o forniti da un componente implementato secondo la AUTOSAR Interface Definition Language. Un'interfaccia può essere parzialmente o in toto standardizzata in AUTOSAR secondo gli aspetti dei specifichi OEM. L'uso di interfacce AUTOSAR permette ai componenti software di essere distribuiti tra le diverse ECU con una distribuzione trasparente del software.

 

Autosar Layered Architecture

Come sono implementate oggi le vehicle functions?

• Ogni funzione ha il proprio sistema di comunicazione anche se comunica attraverso un vehicle bus.
• Hardware e software sono strettamente connessi.
• Ad ogni funzione è associato il proprio microcontrollore.
• Aumentare/Diminuire il numero delle ECU può essere integrato rapidamente.
• Lo stesso fornitore fornisce hardware e software, non richiede ulteriori fornitori di software.

Quali vantaggi darà AUTOSAR?

• Una piattaforma software standardizzata per una gamma di veicoli.
• Un Sistema Operativo basato su funzioni e interfacce software.
• Le funzionalità sono fornite come componenti software.
• I componenti sono indipendenti dall'hardware.
• Nessuna applicazione è a sé stante.
• La stessa interfaccia software è riusata in diversi contesti

Descrittori Formali: AUTOSAR TOOLS

Implementer	BSW Implementation	BSW Configurator	RTE Generator	System Tooling
ArcCore	Arctic Core –	BSW Builder	RTE Builder	SWC Builder & Extract Builder
	CUBAS, iSolar	CUBAS, iSolar	CUBAS, iSolar	Unknown
Continental	Yes	Yes	Yes	Yes
dSPACE	No	No	SystemDesk RTE Generator	SystemDesk
Elektrobit	EB tresos AutoCore	EB tresos Studio	EB tresos Studio	No
ETAS	Yes	Yes	RTA	ISOLAR-A
Freescale	Yes	No	Yes	Unknown
Dassault Systèmes	No	GCE	RTEG	AAT
KPIT Cummins	Yes	ECU Spectrum Toolchain	ECU Spectrum Toolchain	ECU Spectrum Toolchain
Mecel	Yes	Yes	Yes	Unknown
Mentor Graphics	Volcano VSTAR	Volcano VSTAR	Volcano VSTAR	Volcano Systems Architect
OpenSynergy	COQOS (OS & SchM)	COQOS	COQOS	No
Renesas Electronics	Yes	No	No	No
see4sys	Yes	Yes	Yes	ECU-Designer
Vector Informatik GmbH	MICROSAR	DaVinci Configurator Pro	MICROSAR Rte Generator	DaVinci System Architect