（1）通過(guò)一個(gè)具體的工程實(shí)例，深入淺出地講解AUTOSAR工具鏈方式設計車(chē)載ECU軟件的思路方法。 （2）作者為車(chē)企技術(shù)研發(fā)人員，工作經(jīng)驗豐富，圖書(shū)內容實(shí)用。 （3）適合汽車(chē)電子行業(yè)的新人以及從手寫(xiě)代碼切換至工具鏈開(kāi)發(fā)的車(chē)載嵌入式軟件工程師閱讀使用。

AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）是由全球各大汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)、汽車(chē)零部件供應商、汽車(chē)電子軟件系統公司聯(lián)合建立的一套標準協(xié)議，該架構旨在改善汽車(chē)電子系統軟件的更新與交換，同時(shí)更方便有效地管理日趨復雜的汽車(chē)電子軟件系統。
近年來(lái)，越來(lái)越多的公司采用AUTOSAR 工具鏈進(jìn)行車(chē)載ECU 軟件開(kāi)發(fā)，這對采用傳統手寫(xiě)代碼方式設計程序的工程師而言是個(gè)不小的挑戰，主要體現在以下三個(gè)方面。
① AUTOSAR 規范涉及很多全新的概念，像RTE、SWC、BswM 這些縮寫(xiě)，對于一些手寫(xiě)代碼多年的老工程師是陌生的。
② C 語(yǔ)言編程和使用工具鏈配置方式進(jìn)行軟件設計，在思路上存在不小的差異，車(chē)載軟件工程師在開(kāi)發(fā)方式切換的過(guò)程中可能會(huì )有諸多不適應。
③ 雖然AUTOSAR 規范也是用C 語(yǔ)言實(shí)現的且源程序可見(jiàn)，但由于模塊繁多且每個(gè)模塊所含的代碼量過(guò)于龐大，短期內很難再用“把每行代碼搞清楚”的方式保證程序質(zhì)量，而且在程序執行異常時(shí)由于開(kāi)發(fā)人員對代碼不熟悉，即使是有著(zhù)多年C 語(yǔ)言編程經(jīng)驗的老工程師，也可能會(huì )有“問(wèn)題查找無(wú)從下手”的感覺(jué)。
因此，在使用AUTOSAR 方式設計車(chē)載ECU 軟件的初期，很多項目團隊都采用“基礎軟件外協(xié)開(kāi)發(fā)”的模式。即委托第三方軟件公司搭建一個(gè)AUTOSAR工程并給出各主要模塊的設計示例，再在此基礎上去做自己的項目。這樣的開(kāi)發(fā)模式有助于快速適應全新的設計方法，縮短項目周期，但也會(huì )帶來(lái)“過(guò)于依賴(lài)項目組外部資源，一旦出現錯誤難以解決”等痛點(diǎn)。
針對以上問(wèn)題，本書(shū)通過(guò)一個(gè)具體的工程實(shí)例，深入淺出地講解使用AUTOSAR工具鏈方式設計車(chē)載ECU 軟件的思路和方法，以期為剛剛進(jìn)入汽車(chē)電子行業(yè)的新人和從手寫(xiě)代碼切換至工具鏈開(kāi)發(fā)的車(chē)載嵌入式軟件工程師提供一些幫助。
本書(shū)共8章。第1章介紹AUTOSAR 的基礎知識。第2章介紹L3 級重卡牽引車(chē)線(xiàn)控車(chē)輛整車(chē)控制器的工程實(shí)例及其嵌入式軟件的AUTOSAR 解決方案。第3～7章是本書(shū)的核心部分，詳細介紹AUTOSAR 工程應用的具體實(shí)施過(guò)程，目標是讓讀者對使用工具鏈方式開(kāi)發(fā)車(chē)載ECU 軟件的整個(gè)流程有一個(gè)清晰的認識，從而學(xué)會(huì )AUTOSAR 工具鏈的基本使用方法。其中，第3章從無(wú)到有地在ISOLAR-AB 中創(chuàng  )建一個(gè)全新的AUTOSAR 工程，讓讀者對此類(lèi)工程的集成步驟有一個(gè)比較清晰的認識；第4章主要講解軟件架構設計，即SWC設計的方法，同時(shí)引出ECU 軟件開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)的軟件組件；第5章闡述本書(shū)示例所涉及的模式管理、通信、存儲等BSW 模塊的設計方法；第6章則詳細介紹本書(shū)示例所用到的MCAL 各模塊的基本概念、配置及接口代碼的實(shí)現，基本覆蓋了常用的MCAL 模塊；第7章在對抽象層和外圍芯片實(shí)現做簡(jiǎn)要說(shuō)明的基礎上，著(zhù)重描述基礎軟件和應用軟件的集成步驟。第8章主要介紹AUTOSAR對功能安全、信息安全的支持，作為本書(shū)內容的拓展外延。
本書(shū)第1章由北汽福田工程研究總院新技術(shù)研究院趙鵬編寫(xiě)，第2～ 7章由北汽福田汽車(chē)股份有限公司李漠塵編寫(xiě)，第8章由北汽福田汽車(chē)股份有限公司張云云編寫(xiě)，書(shū)中示例為重卡牽引車(chē)線(xiàn)控車(chē)輛的工程實(shí)例。全書(shū)由北汽福田工程研究總院新技術(shù)研究院王永興、郭鳳剛負責審閱，在此表示衷心感謝！
本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到了ETAS 公司技術(shù)和銷(xiāo)售經(jīng)理的大力支持和悉心指導，以及福田汽車(chē)電控實(shí)驗室基礎軟件組全體同仁的鼎力相助，在此一并致謝！
本書(shū)適合有一定車(chē)載嵌入式軟件開(kāi)發(fā)知識和項目經(jīng)驗的讀者閱讀，可作為高等院校本科生、研究生學(xué)習以AUTOSAR 工具鏈方式開(kāi)發(fā)車(chē)載嵌入式軟件的參考書(shū)，也可作為汽車(chē)電子行業(yè)基礎軟件開(kāi)發(fā)工程師學(xué)習和實(shí)操的參考資料。
本書(shū)中的實(shí)操步驟經(jīng)過(guò)了福田汽車(chē)電控實(shí)驗室基礎軟件組同事的反復檢驗，且書(shū)中項目已經(jīng)結題并在多輛實(shí)車(chē)上得到驗證。但由于作者水平有限，書(shū)中難免出現疏漏之處，真誠希望讀者批評指正。

著(zhù)者
2024年2月

本書(shū)在介紹汽車(chē)電控模塊開(kāi)發(fā)規范AUTOSAR通用知識的基礎上，通過(guò)重卡自動(dòng)駕駛整車(chē)控制器項目，講述了基于A(yíng)UTOSAR和英飛凌TC275微控制器平臺進(jìn)行車(chē)載ECU 基礎軟件設計和集成的全過(guò)程。AUTOSAR分層架構的每個(gè)部分均從通用方法講起，再通過(guò)具體的模塊進(jìn)行詳細過(guò)程描述，步驟清晰，配圖豐富，旨在讓讀者能夠切實(shí)將書(shū)中的方法應用在實(shí)際項目中。書(shū)的最后簡(jiǎn)要介紹了AUTOSAR工具鏈對道路車(chē)輛功能安全和信息安全的支持，為開(kāi)發(fā)符合ISO 26262、GB/T 34590、ISO 21434、WP.29 R155/R156等標準的車(chē)載控制器軟件提供參考。
本書(shū)適合于具有一定車(chē)載嵌入式軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗和C語(yǔ)言基礎的讀者，可作為高等院校本科生、研究生學(xué)習嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的參考書(shū)，也可供汽車(chē)電子行業(yè)軟件工程師學(xué)習和參考。

1 AUTOSAR 基礎知識 001
1.1 AUTOSAR 簡(jiǎn)介 001
1.1.1 AUTOSAR優(yōu)勢 001
1.1.2 AUTOSAR核心思想 002
1.1.3 AUTOSAR應用現狀 002
1.2 AUTOSAR 分層架構 003
1.2.1 應用軟件層 004
1.2.2 運行時(shí)環(huán)境 004
1.2.3 基礎軟件層 004
1.3 AUTOSAR 軟件組件 005
1.3.1 軟件組件的數據類(lèi)型 006
1.3.2 軟件組件的端口 006
1.3.3 軟件組件的端口接口 006
1.3.4 軟件組件的內部行為 007
1.4 AUTOSAR 方法論 008
1.4.1 設計階段 008
1.4.2 開(kāi)發(fā)步驟 009
1.5 AUTOSAR 開(kāi)發(fā)策略 009

2 本書(shū)工程實(shí)例及AUTOSAR 解決方案 011
2.1 工程實(shí)例介紹 011
2.1.1 重卡自動(dòng)駕駛車(chē)輛線(xiàn)控底盤(pán)簡(jiǎn)介 011
2.1.2 車(chē)輛線(xiàn)控改造問(wèn)題 011
2.1.3 重卡自動(dòng)駕駛車(chē)輛網(wǎng)絡(luò )架構 012
2.1.4 整車(chē)控制器功能 013
2.2 AUTOSAR 解決方案 014
2.3 AUTOSAR 工具鏈說(shuō)明 014

3 AUTOSAR 工程創(chuàng  )建和模塊集成步驟 015
3.1 AUTOSAR 工程創(chuàng  )建 015
3.1.1 文件夾創(chuàng  )建 015
3.1.2 工程創(chuàng  )建 016
3.1.3 基本接口創(chuàng  )建 016
3.2 系統配置 020
3.2.1 部件創(chuàng  )建 020
3.2.2 系統創(chuàng  )建 020
3.2.3 部件引用和抽取配置 020
3.3 通信配置 023
3.3.1 DBC文件復制 023
3.3.2 DBC導入 023
3.3.3 通信模塊后續處理 025
3.3.4 抽取 026
3.3.5 生成RTA-BSW 026
3.3.6 arxml文件合并 028
3.4 模式管理配置 028
3.4.1 EcuM 配置 028
3.4.2 BswM 配置 029
3.5 操作系統配置 031
3.5.1 OS創(chuàng  )建 031
3.5.2 OS配置 031
3.5.3 RTA-OS配置 035
3.5.4 RTA-OS生成 042
3.5.5 集成文件復制 044
3.6 RTE 創(chuàng  )建及配置 045
3.6.1 RTE創(chuàng  )建 045
3.6.2 RTE配置 046
3.7 定點(diǎn)數位域配置 048
3.7.1 Bfx創(chuàng  )建 048
3.7.2 Bfx配置 049
3.8 Ecuc 數據集配置 050
3.8.1 Ecuc Value Collection創(chuàng  )建 050
3.8.2 Ecuc Value Collection配置 050
3.9 AUTOSAR 平臺類(lèi)型配置 053
3.9.1 AR Package創(chuàng  )建 053
3.9.2 數據類(lèi)型添加 054
3.10 缺省故障追蹤器配置 055
3.10.1 Det創(chuàng  )建 055
3.10.2 Det配置 055
3.11 標準類(lèi)型配置 057

4 AUTOSAR 軟件架構設計 058
4.1 軟件組件設計步驟 058
4.1.1 創(chuàng  )建軟件組件 058
4.1.2 端口接口設計 061
4.1.3 軟件組件內部行為設計 061
4.1.4 軟件組件加入部件 062
4.1.5 軟件組件加入ECU 063
4.2 軟件組件集成方法 064
4.2.1 運行實(shí)體添加 064
4.2.2 系統信號映射 064
4.2.3 內部信號映射 065
4.2.4 代碼生成 065
4.3 軟件組件設計案例 070
4.3.1 軟件組件匯總 070
4.3.2 信號采集軟件組件 071
4.3.3 驅動(dòng)控制軟件組件 073
4.3.4 基本功能軟件組件 075
4.3.5 應用軟件組件 079
4.3.6 其他軟件組件 079

5 AUTOSAR BSW 設計 082
5.1 BSW 設計通用步驟 082
5.1.1 BSW 相關(guān)模塊梳理 082
5.1.2 BSW 模塊配置 083
5.1.3 基礎模塊配置 084
5.1.4 微控制器抽象層配置 085
5.1.5 軟件集成 085
5.2 EcuM 模塊設計 087
5.2.1 EcuM 模塊創(chuàng  )建和整體配置 087
5.2.2 EcuM 通用配置 089
5.2.3 EcuM 靈活狀態(tài)機配置 093
5.3 BswM 模塊設計 094
5.3.1 BswM 模塊創(chuàng  )建和通用配置 094
5.3.2 模式配置 097
5.3.3 行為配置 099
5.3.4 行為列表配置 103
5.3.5 請求端口配置 106
5.3.6 模式條件配置 108
5.3.7 邏輯表達式配置 112
5.3.8 規則配置 114
5.3.9 數據類(lèi)型映射集配置 117
5.4 NvM 模塊設計 117
5.4.1 存儲模塊概述 117
5.4.2 FEE配置 118
5.4.3 MemIf配置 124
5.4.4 NvM 配置 125
5.4.5 CRC配置 134
5.4.6 存儲相關(guān)模塊配置 137
5.4.7 存儲模塊代碼生成 139
5.4.8 存儲軟件組件設計 139
5.4.9 存儲功能集成 141
5.4.10 存儲代碼編寫(xiě) 143
5.5 其他模塊設計 145

6 AUTOSAR MCAL 設計 146
6.1 MCAL 設計通用步驟 146
6.1.1 MCAL相關(guān)模塊梳理 146
6.1.2 Port模塊配置 147
6.1.3 MCU模塊配置 148
6.1.4 UART模塊配置 149
6.1.5 中斷配置 152
6.1.6 初始化函數調用 154
6.1.7 靜態(tài)代碼復制 155
6.1.8 調試代碼編寫(xiě) 155
6.2 MCU 模塊設計 156
6.2.1 通用箱配置 157
6.2.2 MCU模塊配置 158
6.2.3 MCU復位原因配置 164
6.3 GPT 模塊設計 165
6.3.1 通用定時(shí)器模塊配置 165
6.3.2 中斷配置 167
6.3.3 通用定時(shí)器配置 168
6.4 Port 模塊設計 170
6.5 ADC 模塊設計 172
6.5.1 通用箱配置 172
6.5.2 ADC集配置 174
6.6 SPI 模塊設計 181
6.6.1 端口配置 182
6.6.2 中斷配置 182
6.6.3 DMA配置 182
6.6.4 SPI配置 182
6.6.5 SPI應用 189
6.7 CAN 模塊設計 190
6.7.1 端口配置 191
6.7.2 中斷配置 191
6.7.3 CAN配置 191
6.8 Fls 模塊設計 197
6.8.1 Fls配置 197
6.8.2 Fls應用 201

7 AUTOSAR 其他部分設計與集成 202
7.1 抽象層設計 202
7.2 芯片驅動(dòng)設計 203
7.2.1 初始化函數調用 203
7.2.2 核心函數調用 204
7.2.3 頭文件路徑配置 204
7.3 基礎軟件與應用軟件集成 204
7.3.1 文件復制與工程刷新 204
7.3.2 抽取和運行時(shí)環(huán)境生成 206
7.3.3 工程編譯 206
7.3.4 生成標定文件 206
7.4 其他模塊設計 207

8 AUTOSAR 與汽車(chē)電子相關(guān)技術(shù) 208
8.1 AUTOSAR 與功能安全 208
8.1.1 ISO 26262要求和 AUTOSAR支持 208
8.1.2 AUTOSAR安全機制 213
8.1.3 車(chē)載ECU基礎軟件功能安全實(shí)現 214
8.2 AUTOSAR 與信息安全 215
8.2.1 汽車(chē)基礎軟件信息安全要求 215
8.2.2 AUTOSAR信息安全模塊 216
8.2.3 車(chē)載ECU軟件信息安全實(shí)現 217

參考文獻  218