Cuatro Pilares
En el entendido que la Classic Platform es una solución de AUTOSAR para sistemas embebidos con demandas altas en ejecución en tiempo real y seguridad, ideal para la mayoría de los ECUs de un vehículo con aplicación específica, son cuatro los pilares que la sostienen y definen.
- Seguridad Funcional (Functional Safety)
Al respecto de la seguridad que provee un sistema E/E hacia el conductor y pasajeros (safety), AUTOSAR adopta en su totalidad la norma ISO 26262.El elemento sobresaliente de la ISO 26262 es el esquema de clasificación de riesgos denominado ASIL (Automotive Safety Integration Level), los diferentes niveles de clasificación ASIL se establecen apartir de un análisis de riesgos y daños potenciales que los componentes del sistema podrían presentar observando el tipo serveridad, exposición, controlabilidad de los posibles escenarios en un vehículo en operación.Hay 4 diferentes niveles dentro de la clasificación ASIL: ASIL A, ASIL B, ASIL C y ASIL D, siendo ASIL D el nivel más alto de seguridad del producto y ASIL A el nivel más bajo, un nivel adicional es QM (Quality Management), sin embargo éste contempla riesgos que no ameritan consideración alguna de seguridad funcional.En este sentido AUTOSAR adapta y ofrece:
- Características maduras de seguridad hacia el conductor y pasajeros, e.g. Watchdog, Protección de las comunicación Extremo a Extremo (E2E - End to End), entre otras.- Escalabilidad de los niveles ASIL desde QM hasta ASIL D en sus componentes de software. - Eficiencia (Efficiency)
En este sentido AUTOSAR ofrece:
- Una amplia oferta del conjunto de componentes de software de servicio agrupados por funcionalidad (llamados stacks, e.g. Comm Stack) por parte de diferentes proveedores, la cual permite la competencia en eficiencia alrededor de distintos elementos como el footprint de código (tamaño en flash), uso de RAM, uso de Stack, etc.
- Una amplia oferta por parte de proveedores de tecnología de microcontroladores, la cual brinda la posibilidad de seleccionar la que mejor se adapte a las necesidades y presupuesto.
- Extender la funcionalidad o eficiencia de los componentes base AUTOSAR através de funcionalidad personalizada contenida en los llamados Complex Device Drivers. - Probado en el Campo (Field Proven)
En este sentido AUTOSAR adapta y ofrece:
- Procesos de desarrollo establecidos por la industria automotriz.
- Implementaciones ampliamente usadas que brindan altos niveles de calidad.
- Madurez con base a varias años de aplicación. - Desempeño (Performance)
En este sentido AUTOSAR ofrece:
- Capacidades estrictas de tiempo real.
- Aplicaciónes ejecutadas por eventos.
- Flexbilidad ya que soporta diferentes redes y protocolos de comunicación.
- Escalabilidad através de la característica de configurabilidad de los componentes de software.
Jerga de AUTOSAR
Aprende los siguientes términos clave y ya estarás hablando en AUTOSAR.
- Software Component (SWC)
Cualquier pieza de software que se intente ejecutar sobre un sistema AUTOSAR, sin embargo el termino es más frecuentemente usado para software de aplicación.
Una aplicación AUTOSAR consiste en uno o más SWCs interconectados.
Un SWC está constituido completamente por una descripción SWCD (archivos XML) y su correspondiente implementación (código fuente). Esto se detallará en la sección de metodología. - Virtual Functional Bus (VFB)
Es un concepto usado para marcar una estricta separación entre SWCs y la infraestructura que los soporta.
En otras palabras, representa el más alto nivel de abstracción que AUTOSAR ofrece para sus aplicaciones. - Runtime Environment (RTE)
Es la implementación del VFB en un ECU.
Debido a que representa la materialización del más alto nivel de abstracción, el RTE es el núcleo de comunicación para el intercambio de información dentro y fuera de un ECU. - Basic Software (BSW)
Es todo el software que provee funcionalidad esándar de un ECU (Drivers, Comunicaciones, Memoria, Diagnóstico, Sistema Operativo, entre otros).
Todo BSW está constitutido por elementos de configuración que permiten adaptar el alcance de las características de los componentes a las necesidades del sistema, así como su correspondiente implementación estática (código fuente). Esto se detallará en la sección de metodología.
SWCs y VFB
El Virtual Functional Bus es sólo un concepto que funje como el más alto nivel de abstracción para la comunicación de y hacia los SWCs, permitiendo que éstos últimos se desentiendan de su ubicación en el sistema (en qué ECU), brindando así las características de portabilidad y reusabilidad.
La comunicación lóica dentro del VFB puede ser dentro de un mismo ECU (intra-ECU) o entre diferentes ECUs (inter-ECU).
Para saber más:
VFB y RTE
RTE materializa el concepto VFB en terminos de implementación y es la manera en la que los SWCs finalmente despliegan su comportamiento y ejecutan su comunicación lógica de y hacia ellos.
Es através de RTE mismo que los SWCs acceden a los servicios provistos por el BSW mediante interfaces estándar. Para la comunicación inter ECU el Communication Stack de AUTOSAR entra en acción, accediendo a manejadores de alto nivel, módulos de interfaz y drivers de comunicaciones sobre e.g. buses como CAN, LIN, FlexRay, Ethernet etc.
Un ejemplo de comunicación intra e inter-ECU se muestra en la imagen a continuación.
Para saber más:
Arquitectura en capas (Layered Architecture)
En un enfoque top-down, son tres capas, Aplicación, RTE y BSW las que definen la arquitectura de AUTOSAR en su más alto nivel de abstracción, las cuales son ejecutadas sobre un microcontrolador.
Más aún, la capa de BSW se subdivide en las siguientes capas: Servicios (Services), Abstracción de ECU (ECU Abstraction), Abstracción de Microcontrolador (Microcontroller Abstraction) y Controladores de Dispositivos Complejos (Complex Device Drivers).
Capa de Abstracción de Microcontrolador
(Microcontroller Abstraction Layer - MCAL)
Es la capa más baja del BSW, la conforman los módulos de software con acceso directo al microcontrolador y sus correspondientes periféricos.
Provee independencia del microcontrolador a las capas superiores.
Hacia abajo es dependiente del microcontrolador, hacia arriba provee interfaces estándar e independientes del microcontrolador.
Capa de Abstracción de ECU
(ECU Abstraction Layer)
Es la interfaz directa a los drivers del MCAL, ofrece através de APIs el acceso a periféricos y dispositivos sin importar su localicación interna o externa al microcontrolador (externos e.g. memorias externas, transceivers) y su conexión al microcontrolador sea física através de pines o tipo de interfaz.
Provee independencia del HW del ECU a las capas superiores.
Hacia abajo es dependiente del es dependiente del HW del ECU, pero independiente del microcontrolador gracias al MCAL, hacia arriba es provee independencia del microcontrolador y del HW del ECU.
Capa de Servicios
(Services Layer)
Es la capa más alta del BSW y es la que tiene mayor relevancia hacia el software de aplicación y RTE, ofrece una amplia gama de servicios como:
Hacia abajo ofrece mayormente independencia del microcontrolador y el HW del ECU, excepciones son e.g. el Sistema Operativo que es diseñado para arquitecturas específicas de microcontroladores, hacia arriba es provee independencia del microcontrolador y del HW del ECU.
Capa de Controladores de Dispositivos Complejos
(Complex Device Drivers Layer - CDD)
Es una capa comodín ya que abarca diferentes niveles del BSW, desde acceso a perfiéricos del microcontrolador al estilo del MCAL, hasta acceso a interfaces estándar de RTE al estilo de SWCs.
Su principal propósito es brindar la posibilidad de integrar funcionalidad de propósito específico y personalizado, e.g. combinación de drivers, módulos de BSW y aplicación, o funcionalidad que no cubre el estándar de AUTOSAR como I2C, MOST, etc.
Hacia abajo y hacia arriba puede ser dependiente del microcontrolador, HW del ECU y aplicación, dependerá del grado de la personalización.
Grupos Funcionales de BSW
Con fines de clasificación o agrupacion, las cuatro capas básicas del BSW organizan sus elementos en grupos funcionales de servicio tales como Sistema, Memoria, y Comunicación.
Para saber más:
La siguiente imagen muestra todos los componentes previamente presentados y sus respectivas conexiones e interacciones en un sistema genérico AUTOSAR.
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