[发明专利]基于AUTOSAR的电控单元通信数据格式的自动生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能汽车领域，具体涉及一种基于AUTOSAR的软件开发技术。

背景技术

AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)是汽车电子开放系统架构，系统配置(System Configuration)是AUTOSAR方法论中定义的重要环节，主要规定了系统中硬件拓扑、网络通信和系统映射等配置信息。

系统映射规定了当前系统中所使用的软件组件到电控单元的映射关系，实现了软硬件的解耦。其中，软件组件的模型包括软件组件类型、端口、接口、连接器等信息，软件组件类型从个体可拆分性角度分为复合组件(Composition SWC)、原子组件(Atomic SWC)两种类型，复合组件可以包含多个软件组件实例，每个组件实例分别引用其他复合组件类型或原子组件类型，原子组件是最小的不可再分的组件。端口包括Provided Port(用于提供数据和服务)与Required Port(用于接收数据和服务)；接口用于指明通信时传输的数据和服务。AUTOSAR使用UML profile定义了系统映射的模型结构，同时规定了基于XML的结构完整的系统配置信息描述方式，为计算机自动处理对应信息提供了基础。

网络通信规定了系统中电控单元间通信的信息交换格式，对系统配置具有重要意义。依据AUTOSAR的网络通信分层模型，其主要元素包括应用层网络信号(SystemSignal)、交互层信号(ISignal)，交互层通信数据单元(IPdu)，数据链路层帧(Frame)等，需要交换的数据依次经过以上不同层次中的数据格式封装以完成有效收发。

AUTOSAR网络通信模型分为应用层、交互层、数据链路层。一个数据链路层帧(Frame)中的有效载荷区可以包含一个或多个交互层协议数据单元(IPdu)，对于常见的CAN网络或LIN网络，Frame中只能包含一个IPdu。每个IPdu中可能包含一个或多个交互层信号(ISignal)，每个ISignal只能引用一个应用层系统信号(SystemSignal)或应用层系统信号组(SystemSignalGroup)。AUTOSAR网络映射模型中可以指定SystemSignal或SystemSignalGroup与软件组件接口中数据元素的映射关系。

传统的AUTOSAR开发过程中实现数据元素与通信数据格式的映射是人工根据软件组件描述来完成的，该建立过程依赖工程人员个人经验和倾向，实现过程复杂多样、困难复杂，创建和调试耗时冗长。特别当系统规模逐渐增长时，由于AUTOSAR配置信息使用XML描述，不具备良好的可阅读型，人工建立网络信号和数据映射关系难以做到全面准确。而由于AUTOSAR标准得到了业界的有力支持，各种软件产品的数量和规模都处在快速增长的阶段，亟需有效的通信管理和创建方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种开发流程简单、系统设计复杂度低、通信数据格式结构清晰紧凑、应用范围广、开发效率高的基于AUTOSAR的电控单元通信数据格式的自动生成方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于AUTOSAR的电控单元通信数据格式的自动生成方法，其实施步骤如下：

1)根据AUTOSAR的系统配置解析并生成硬件拓扑和软件组件的模型对象，获取软件组件到电控单元的映射关系以及软件组件的通信接口信息；

2)根据软件组件到电控单元的映射关系、软件组件的通信接口信息获取每一个电控单元用于数据通信的所有数据元素；

3)根据数据元素的数据类型和位宽生成与该数据元素对应不同通信协议层的通信数据格式；

4)将所有电控单元的数据元素与通信数据格式之间的映射关系存储到AUTOSAR的系统映射中。

作为本发明技术方案的进一步改进：

所述步骤2)获取电控单元的所有数据元素之前，首先根据系统配置获取顶层软件组件和原子软件组件，按照软件组件的包含关系将所有软件组件按照根节点为顶层软件组件、叶节点为原子软件组件的树结构方式展开；然后从叶到根的方式遍历树结构的软件组件，如果当前软件组件为复合组件且通过引用另一复合组件的实例，则首先在当前软件组件中建立其所引用另一复合组件的实例拷贝，然后删除对另一复合组件的引用关系。

所述步骤2)中获取电控单元用于数据通信的数据元素时，首先获取电控单元与软件组件的映射关系，如果存在通信关系的软件组件被映射到不同的电控单元中，则将该通信关系中用到的通信数据作为电控单元间的通信数据。