《AUTOSAR規範與車用控制器軟體開發》由宋珂、王民、單忠偉、譚楊編著，於2019年1月出版，本書共分10章,首先介紹了汽車電子控制系統以及AUTOSAR 規範的基本概念;之後以AUTOSAR方法論為線索,通過示例開發過程介紹,全面展現了基於AUTOSAR工具鏈完成符合AUTOSAR規範的車用控制器軟體開發的具體流程與方法;最後,剖析了AUTOSAR對道路車輛功能安全ISO 26262標準的支持情況,並對AUTOSAR 與信息安全以及Adaptive AUTOSAR平台進行了介紹。本書以通俗易懂的語言和形象的圖解展現了AUTOSAR中一些複雜的概念問題,精心設計的示例亦旨在以開發者的視角深度剖析AUTOSAR方法論的具體實施過程。
本書可作為汽車電子相關專業高年級本科生和研究生的參考書,也可作為汽車電子行業軟體工程師學習參考的資料。
基本介紹
- 書名：AUTOSAR規範與車用控制器軟體開發
- 作者：宋珂、王民、單忠偉、譚楊
- 類別：科技 >> 汽車 >> 汽車設計與製造
- 頁數：226頁
- 出版時間：2019年1月
- 裝幀：平
- 開本：16K 787×1092
- 書號：978-7-122-32983-7
- 版次：1版1次
內容梗概,作品目錄,
內容梗概
本書共分為10章。第1章介紹了汽車電子控制系統的發展史、套用現狀和基本構成，並提出了當下車用控制器軟體所面臨的問題。第2章介紹了AUTOSAR的基礎理論知識，詳細介紹了AUTOSAR分層架構、軟體組件、虛擬功能匯流排、方法論及套用接口。第3章介紹了本書示例的開發需求、設計方案以及本書所採用的AUTOSAR系統解決方案，起到承上啟下的作用；第4～8章詳細介紹了AUTOSAR方法論的具體實施過程，以方法論為“綱”，各階段配置開發為“目”，綱舉目張，便於讀者理解開發過程中每個階段的作用，並學會AUTOSAR工具鏈的基本使用方法。其中，第4章主要講述了使用Matlab/Simulink進行套用層軟體組件開發以及符合AUTOSAR規範的代碼和描述檔案配置生成方法。第5章主要講解了使用ETAS ISOLAR-A工具進行AUTOSAR系統級設計與配置的方法。第6章詳細闡述了本書示例所涉及的基礎軟體模組和運行時環境的基本概念，以及基於ETASRTA系列工具進行AUTOSAR ECU級開發的具體方法，包括CAN通信協定棧、ECU狀態管理器、BSW模式管理器、運行時環境RTE、作業系統OS等常用模組。第7章則詳細介紹了本書示例所用到的微控制器抽象層MCAL各模組的基本概念、配置及接口代碼實現方法，基本覆蓋了所有常用的MCAL模組。第8章介紹了AUTOSAR工程代碼集成與調試方法，並展示了本書示例的開發結果。第9章和第10章主要介紹了AUTOSAR與功能安全、AUTOSAR與信息安全以及Adaptive AUTOSAR平台的相關內容， 作為本書內容的拓展外延。
作品目錄
第1章 汽車電子控制系統介紹1
1.1 電子技術在汽車上的套用/ 1
1.1.1 汽車電子技術的發展歷史 / 1
1.1.2 汽車電子技術的套用現狀 / 1
1.2 汽車電子控制系統的基本構成/ 3
1.3 車用控制器軟體標準（從OSEK 到AUTOSAR）/ 3
1.4 本章小結/ 4
第2章 AUTOSAR 規範基礎理論5
2.1 AUTOSAR 的由來與發展歷程/ 5
2.1.1 AUTOSAR 的由來 / 5
2.1.2 AUTOSAR 的原則及核心思想 / 6
2.1.3 AUTOSAR 的發展歷程及套用現狀 / 6
2.2 AUTOSAR 分層架構/ 7
2.2.1 AUTOSAR 套用軟體層 / 8
2.2.2 AUTOSAR 運行時環境 / 8
2.2.3 AUTOSAR 基礎軟體層 / 8
2.3 AUTOSAR 軟體組件/ 9
2.3.1 軟體組件的數據類型 / 10
2.3.2 軟體組件的連線埠與連線埠接口 / 11
2.3.3 軟體組件的內部行為 / 12
2.4 AUTOSAR 虛擬功能匯流排/ 14
2.5 AUTOSAR 方法論/ 15
2.6 AUTOSAR 套用接口/ 16
2.7 本章小結/ 17
第3章 本書示例及AUTOSAR系統解決方案介紹18
3.1 本書示例介紹/ 18
3.1.1 示例開發需求介紹 / 18
3.1.2 示例總體方案設計 / 18
3.1.3 示例系統設計 / 18
3.1.4 示例系統AUTOSAR 架構 / 21
3.2 ETAS AUTOSAR 系統解決方案介紹/ 23
3.3 本書AUTOSAR 系統解決方案介紹/ 23
3.4 本章小結/ 24
第4章 AUTOSAR 軟體組件級設計與開發25
4.1 Matlab/Simulink 與Embedded Coder工具簡介/ 25
4.1.1 Matlab/Simulink 工具簡介 / 25
4.1.2 Embedded Coder 工具簡介 / 25
4.2 基於Matlab/Simulink 的軟體組件開發/ 26
4.2.1 Matlab/Simulink 與AUTOSAR 基本概念的對應關係 / 26
4.2.2 軟體組件內部行為建模方法 / 27
4.2.3 AUTOSAR 客戶端/伺服器機制的實現方法 / 27
4.3 軟體組件代碼及描述檔案配置生成/ 29
4.3.1 求解器及代碼生成相關屬性配置 / 29
4.3.2 模型配置 / 31
4.3.3 AUTOSAR Properties 配置 / 33
4.3.4 Simulink-AUTOSAR Mapping 配置 / 36
4.3.5 符合AUTOSAR 規範的代碼及描述檔案生成 / 38
4.4 在Simulink 中導入軟體組件描述檔案——“自上而下”的工作流程/ 39
4.5 本章小結/ 40
第5章 AUTOSAR 系統級設計與配置41
5.1 ETAS ISOLAR-A 工具簡介/ 41
5.2 ETAS ISOLAR-A 工具入門/ 42
5.2.1 ISOLAR-A 安裝方法 / 42
5.2.2 ISOLAR-A 界面說明 / 46
5.3 基於ISOLAR-A 的軟體組件設計方法/ 47
5.3.1 AUTOSAR 工程創建 / 47
5.3.2 數據類型定義 / 49
5.3.3 連線埠接口設計 / 52
5.3.4 軟體組件設計 / 55
5.3.5 I/O 硬體抽象層軟體組件設計 / 67
5.3.6 軟體組件模板生成 / 70
5.4 基於ISOLAR-A 的系統級設計與配置方法/ 73
5.4.1 系統配置輸入檔案創建與導入 / 73
5.4.2 Composition SWC 建立 / 79
5.4.3 系統配置 / 83
5.4.4 ECU 信息抽取 / 86
5.5 本章小結/ 87
第6章 AUTOSAR ECU 級開發之RTE 與BSW（除MCAL 外）88
6.1 ETAS RTA 系列工具簡介/ 88
6.1.1 RTA-BSW 簡介 / 88
6.1.2 RTA-RTE 簡介 / 89
6.1.3 RTA-OS 簡介 / 89
6.2 ETAS RTA 系列工具入門/ 89
6.2.1 RTA 系列工具安裝方法 / 89
6.2.2 RTA 系列工具界面說明 / 95
6.3 CAN 通信協定棧概念與配置方法介紹/ 96
6.3.1 CAN 通信協定棧概念 / 96
6.3.2 CAN 通信協定棧配置方法 / 96
6.4 EcuM 模組概念與配置方法介紹/ 105
6.5 BswM 模組概念與配置方法介紹/ 110
6.6 BSW 模組代碼生成/ 116
6.7 服務軟體組件與套用層軟體組件連線埠連線/ 118
6.8 RTE 配置與代碼生成/ 119
6.8.1 RTE Contract 階段生成 / 119
6.8.2 RTE 配置 / 120
6.8.3 RTE Generation 階段生成 / 124
6.9 AUTOSAR 作業系統概念與配置方法介紹/ 127
6.9.1 AUTOSAR 作業系統概念 / 127
6.9.2 RTA-OS 工程創建 / 131
6.9.3 AUTOSAR 作業系統配置方法 / 132
6.9.4 RTA-OS 工程編譯 / 136
6.10 本章小結/ 137
第7章 AUTOSAR ECU 級開發之MCAL138
7.1 MCAL 配置工具入門/ 138
7.1.1 MCAL 配置工具安裝方法 / 138
7.1.2 MCAL 配置工具界面說明 / 139
7.1.3 MCAL 配置工程創建方法 / 140
7.2 MCAL 模組配置方法及常用接口函式介紹/ 142
7.2.1 Mcu 模組 / 142
7.2.2 Gpt 模組 / 148
7.2.3 Port 模組 / 151
7.2.4 Dio 模組 / 154
7.2.5 Adc 模組 / 157
7.2.6 Pwm 模組 / 163
7.2.7 Icu 模組 / 168
7.2.8 Can 模組 / 171
7.2.9 Base 與Resource 模組 / 176
7.3 MCAL 配置驗證與代碼生成/ 176
7.4 本章小結/ 177
第8章 AUTOSAR 工程代碼集成與調試178
8.1 AUTOSAR 工程代碼架構與集成方法介紹/ 178
8.2 代碼編譯連結/ 178
8.3 代碼調試/ 179
8.3.1 單片機執行檔下載 / 179
8.3.2 A 型車燈調試現象 / 180
8.3.3 B 型車燈調試現象 / 183
8.4 本章小結/ 184
第9章 AUTOSAR 與功能安全185
9.1 AUTOSAR 對ISO 26262 中支持部分的要求概述/ 185
9.1.1 ISO 26262 對架構設計的要求 / 186
9.1.2 ISO 26262 對硬體驗證的要求 / 188
9.1.3 ISO 26262 對通信驗證的要求 / 190
9.1.4 ISO 26262 對FFI 的要求 / 191
9.1.5 ISO 26262 對編碼風格的要求 / 192
9.2 AUTOSAR 中實現FFI 的安全機制/ 194
9.2.1 AUTOSAR 安全機制的存儲空間分區 / 194
9.2.2 AUTOSAR 安全機制的存儲空間保護 / 194
9.2.3 AUTOSAR 安全機制的程式流監控 / 196
9.2.4 AUTOSAR 安全機制的E2E 保護 / 202
9.3 本章小結/ 206
第10章 AUTOSAR 技術展望207
10.1 AUTOSAR 與信息安全/ 207
10.1.1 密碼協定棧 / 209
10.1.2 安全車載通信 / 212
10.2 Adaptive AUTOSAR 平台/ 216
10.2.1 Adaptive AUTOSAR 緣起 / 216
10.2.2 AP 和CP / 218
10.2.3 Adaptive AUTOSAR 平台新概念介紹 / 220
10.3 本章小結/ 224
1.1 電子技術在汽車上的套用/ 1
1.1.1 汽車電子技術的發展歷史 / 1
1.1.2 汽車電子技術的套用現狀 / 1
1.2 汽車電子控制系統的基本構成/ 3
1.3 車用控制器軟體標準（從OSEK 到AUTOSAR）/ 3
1.4 本章小結/ 4
第2章 AUTOSAR 規範基礎理論5
2.1 AUTOSAR 的由來與發展歷程/ 5
2.1.1 AUTOSAR 的由來 / 5
2.1.2 AUTOSAR 的原則及核心思想 / 6
2.1.3 AUTOSAR 的發展歷程及套用現狀 / 6
2.2 AUTOSAR 分層架構/ 7
2.2.1 AUTOSAR 套用軟體層 / 8
2.2.2 AUTOSAR 運行時環境 / 8
2.2.3 AUTOSAR 基礎軟體層 / 8
2.3 AUTOSAR 軟體組件/ 9
2.3.1 軟體組件的數據類型 / 10
2.3.2 軟體組件的連線埠與連線埠接口 / 11
2.3.3 軟體組件的內部行為 / 12
2.4 AUTOSAR 虛擬功能匯流排/ 14
2.5 AUTOSAR 方法論/ 15
2.6 AUTOSAR 套用接口/ 16
2.7 本章小結/ 17
第3章 本書示例及AUTOSAR系統解決方案介紹18
3.1 本書示例介紹/ 18
3.1.1 示例開發需求介紹 / 18
3.1.2 示例總體方案設計 / 18
3.1.3 示例系統設計 / 18
3.1.4 示例系統AUTOSAR 架構 / 21
3.2 ETAS AUTOSAR 系統解決方案介紹/ 23
3.3 本書AUTOSAR 系統解決方案介紹/ 23
3.4 本章小結/ 24
第4章 AUTOSAR 軟體組件級設計與開發25
4.1 Matlab/Simulink 與Embedded Coder工具簡介/ 25
4.1.1 Matlab/Simulink 工具簡介 / 25
4.1.2 Embedded Coder 工具簡介 / 25
4.2 基於Matlab/Simulink 的軟體組件開發/ 26
4.2.1 Matlab/Simulink 與AUTOSAR 基本概念的對應關係 / 26
4.2.2 軟體組件內部行為建模方法 / 27
4.2.3 AUTOSAR 客戶端/伺服器機制的實現方法 / 27
4.3 軟體組件代碼及描述檔案配置生成/ 29
4.3.1 求解器及代碼生成相關屬性配置 / 29
4.3.2 模型配置 / 31
4.3.3 AUTOSAR Properties 配置 / 33
4.3.4 Simulink-AUTOSAR Mapping 配置 / 36
4.3.5 符合AUTOSAR 規範的代碼及描述檔案生成 / 38
4.4 在Simulink 中導入軟體組件描述檔案——“自上而下”的工作流程/ 39
4.5 本章小結/ 40
第5章 AUTOSAR 系統級設計與配置41
5.1 ETAS ISOLAR-A 工具簡介/ 41
5.2 ETAS ISOLAR-A 工具入門/ 42
5.2.1 ISOLAR-A 安裝方法 / 42
5.2.2 ISOLAR-A 界面說明 / 46
5.3 基於ISOLAR-A 的軟體組件設計方法/ 47
5.3.1 AUTOSAR 工程創建 / 47
5.3.2 數據類型定義 / 49
5.3.3 連線埠接口設計 / 52
5.3.4 軟體組件設計 / 55
5.3.5 I/O 硬體抽象層軟體組件設計 / 67
5.3.6 軟體組件模板生成 / 70
5.4 基於ISOLAR-A 的系統級設計與配置方法/ 73
5.4.1 系統配置輸入檔案創建與導入 / 73
5.4.2 Composition SWC 建立 / 79
5.4.3 系統配置 / 83
5.4.4 ECU 信息抽取 / 86
5.5 本章小結/ 87
第6章 AUTOSAR ECU 級開發之RTE 與BSW（除MCAL 外）88
6.1 ETAS RTA 系列工具簡介/ 88
6.1.1 RTA-BSW 簡介 / 88
6.1.2 RTA-RTE 簡介 / 89
6.1.3 RTA-OS 簡介 / 89
6.2 ETAS RTA 系列工具入門/ 89
6.2.1 RTA 系列工具安裝方法 / 89
6.2.2 RTA 系列工具界面說明 / 95
6.3 CAN 通信協定棧概念與配置方法介紹/ 96
6.3.1 CAN 通信協定棧概念 / 96
6.3.2 CAN 通信協定棧配置方法 / 96
6.4 EcuM 模組概念與配置方法介紹/ 105
6.5 BswM 模組概念與配置方法介紹/ 110
6.6 BSW 模組代碼生成/ 116
6.7 服務軟體組件與套用層軟體組件連線埠連線/ 118
6.8 RTE 配置與代碼生成/ 119
6.8.1 RTE Contract 階段生成 / 119
6.8.2 RTE 配置 / 120
6.8.3 RTE Generation 階段生成 / 124
6.9 AUTOSAR 作業系統概念與配置方法介紹/ 127
6.9.1 AUTOSAR 作業系統概念 / 127
6.9.2 RTA-OS 工程創建 / 131
6.9.3 AUTOSAR 作業系統配置方法 / 132
6.9.4 RTA-OS 工程編譯 / 136
6.10 本章小結/ 137
第7章 AUTOSAR ECU 級開發之MCAL138
7.1 MCAL 配置工具入門/ 138
7.1.1 MCAL 配置工具安裝方法 / 138
7.1.2 MCAL 配置工具界面說明 / 139
7.1.3 MCAL 配置工程創建方法 / 140
7.2 MCAL 模組配置方法及常用接口函式介紹/ 142
7.2.1 Mcu 模組 / 142
7.2.2 Gpt 模組 / 148
7.2.3 Port 模組 / 151
7.2.4 Dio 模組 / 154
7.2.5 Adc 模組 / 157
7.2.6 Pwm 模組 / 163
7.2.7 Icu 模組 / 168
7.2.8 Can 模組 / 171
7.2.9 Base 與Resource 模組 / 176
7.3 MCAL 配置驗證與代碼生成/ 176
7.4 本章小結/ 177
第8章 AUTOSAR 工程代碼集成與調試178
8.1 AUTOSAR 工程代碼架構與集成方法介紹/ 178
8.2 代碼編譯連結/ 178
8.3 代碼調試/ 179
8.3.1 單片機執行檔下載 / 179
8.3.2 A 型車燈調試現象 / 180
8.3.3 B 型車燈調試現象 / 183
8.4 本章小結/ 184
第9章 AUTOSAR 與功能安全185
9.1 AUTOSAR 對ISO 26262 中支持部分的要求概述/ 185
9.1.1 ISO 26262 對架構設計的要求 / 186
9.1.2 ISO 26262 對硬體驗證的要求 / 188
9.1.3 ISO 26262 對通信驗證的要求 / 190
9.1.4 ISO 26262 對FFI 的要求 / 191
9.1.5 ISO 26262 對編碼風格的要求 / 192
9.2 AUTOSAR 中實現FFI 的安全機制/ 194
9.2.1 AUTOSAR 安全機制的存儲空間分區 / 194
9.2.2 AUTOSAR 安全機制的存儲空間保護 / 194
9.2.3 AUTOSAR 安全機制的程式流監控 / 196
9.2.4 AUTOSAR 安全機制的E2E 保護 / 202
9.3 本章小結/ 206
第10章 AUTOSAR 技術展望207
10.1 AUTOSAR 與信息安全/ 207
10.1.1 密碼協定棧 / 209
10.1.2 安全車載通信 / 212
10.2 Adaptive AUTOSAR 平台/ 216
10.2.1 Adaptive AUTOSAR 緣起 / 216
10.2.2 AP 和CP / 218
10.2.3 Adaptive AUTOSAR 平台新概念介紹 / 220
10.3 本章小結/ 224
