基于AUTOSAR的汽車電子設備驅動及抽象的設計與實現

劉忠全

（黑龍江連特科技有限公司 150006)

基于AUTOSAR的汽車電子設備驅動及抽象的設計與實現

劉忠全

（黑龍江連特科技有限公司 150006)

AUTOSAR是2003年由各大汽車、軟件、嵌入式系統生產制造廠商一同指定的關于汽車電子設備制造的一大標準。該標準致力于將不同種類汽車中所使用的電子設備統一化以方便制造、管理和維修，具有通用性高、安全性高、符合現實情況等特點。本研究通過長期對AUTOSAR標準的調研，簡要概述了AUTOSAR的設計理念，近期發展和在我國的前景，并闡述了AUTOSAR標準中部分模塊的功能設計方式。

汽車；嵌入式系統；AUTOSAR

0 前言

隨著社會的進步，汽車已成為了家家戶戶出行的常用交通工具。然而，傳統的設計方案中，不同汽車所采用的電子設備設計方案均存在巨大的差別，難以制造和維護。因此，將這些電子設備的架構統一化的AUTOSAR標準應運而生。目前，世界上絕大多數的汽車制造商均采用了這一標準，該標準已逐步成為了汽車電子行業的一大重要國際標準。

1 AUTOSAR設計理念

AUTOSAR指一項有關汽車開放系統架構標準制定的計劃，這項計劃由各大汽車制造企業、半導體元件生產企業、嵌入式系統芯片相關企業等一同建立并推進。該計劃旨在為汽車中所使用的各類電子設備元件的嵌入式設計架構提供一個可執行性的標準。眾所周知，每年各大企業都會推出許多新的車型，若是每一種車型都采用自己特有的電子元件設計架構，不僅費時費力，且難以進行設備的制造、維護和保養。這種問題不僅涉及到了各大汽車生產企業，更涉及到了作為其基礎的元件生產行業。在這種現實情況下，AUTOSAR應運而生。它的出現，解決了缺乏汽車制造架構標準這個曾經困擾整個汽車制造行業的巨大難題，為整個汽車制造行業的發展起到了巨大的作用[1]。

2 AUTOSAR架構中部分模塊的功能設計

2.1 DIO模塊的功能設計

DIO模塊用于控制芯片引腳讀取輸入的高、低電平或輸出高電平或低電平。通過控制電平的高低，DIO模塊能夠起到控制一些基本設備的作用，如讀取車門的開關狀態、控制開關汽車轉向燈、判斷乘客是否已系好安全帶。而當需要讀取的信息過多時，DIO模塊將會采用多個引腳同時進行讀取以達到最終用戶的使用需求。DIO的讀、寫功能均包括對引腳、端口和通道組的電平值讀取功能。當接收到信息時，DIO端口將會按照用戶需求變換模塊狀態，并判斷相應的引腳、端口或通道組的參數是否有效，進而完成讀或寫的任務，并與其他模塊聯動進一步執行，最終完成任務。

2.2 GPT模塊的功能設計

GPT模塊可通過處理器中的定時模塊為汽車電子設備提供實用的及時功能。通過GPT模塊，我們可以為汽車的操作系統和其他硬軟件提供極為精確的計時功能，精確程度可達到微秒級。該功能不僅可提供一次性的定時通知，也可持續性計時并進行通知。使用時，GPT模塊將先對自身的初始化狀態，即是否設置好通知相關的函數和定時通道是否處于初始狀態進行檢測。檢測完成確保模塊處于初始化狀態后，并讀取有效通道的ID，并對該通道進行通知或關閉通知。若該過程中出現錯誤，則自動生成開發錯誤報告，方便技術人員讀取。當GPT模塊忙時，將會自動將后開啟的計時器服務滯后處理[2]。

2.3 PWM模塊的功能設計

PWM模塊提供將模擬信號電平轉化為數字信號編碼的功能，該模塊通過使用高頻率的計數器，詳細地描繪出方波的波形，進而按照方波的圖形對該信號進行編碼。這一模塊具有無需進行信號類型轉換，受包含噪聲在內的其他因素干擾小的特點。在發動機的噴油系統中，我們常采用間歇噴射的噴油方式。通過將PWM模塊中的高、低電平的占空比和周期與實際噴油時間一一對應，我們可以更精確地控制實際發動機噴油的時間，進而達到節省耗油量的目的。不僅是在發動機的控油系統中，在其他的汽車元件控制系統中中，PWM模塊也能起到極大的作用。

3 結束語

AUTOSAR標準為汽車的電子系統提供了一整套完整的解決方案。隨著如今技術的不斷發展，該標準受到了業內的廣泛關注，相信在不久的將來，越來越多的汽車電子設備將會采用該標準進行制造，整個行業將變得越來越好。

[1]佘慶,張曉生,戴柔逸.AUTOSAR 通信模塊的設計與實現.計算機工程.Vol.37 No.9 May 2011:56.

[2]張莉蘋.基于 AUTOSAR 標準的模型驅動設計及其信息生成的研究——Smart Architect.浙江大學.2-3.

U46文獻標示碼：A

劉忠全，碩士，工程師，研究方向為電子與通訊工程。