[发明专利]一种基于消息转发的ECU间通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子软件开发技术领域，尤其是涉及一种基于消息转发的ECU间通信方法。

背景技术

随着汽车电子技术和产品在汽车产业中的广泛应用，汽车上的嵌入式应用规模越来越大，目前，汽车上所包含的ECU（Electronic Control Unit，电控单元）的数量已经扩大到几十个、甚至上百个，因此ECU间有效通信成为提高汽车电子开发技术质量和效率的重要研究方向。

在汽车电子实际应用领域中，CAN（Controller Area Network，控制器局域网）是应用最为广泛的串行总线，它甚至在一辆车上被多次使用：低速CAN总线被用来连接舒适系统的ECU，高速CAN被用来连接动力系统的ECU。

CAN提供了极高的传输安全性，这得益于它采用差分信号传输并同时采用5种错误检测机制。CAN总线通过广播通信，采用了多主竞争式总线结构，是一种多主站运行和分散仲裁的串行总线。CAN总线上的任意节点可以在任意时刻向网络上其它节点发送信息，实现各节点间的自由通信，通过位仲裁来解决当两个站点同时发送数据产生的冲突，具有最低二进制数的CAN ID具有最高的优先级。

AUTOSAR（AUTomotive Open System Architecture）是汽车电子开放系统架构的简称，规定了一整套汽车电子开发的方法论，包括系统配置和ECU（Electronic Control Unit，电控单元）配置阶段。系统配置(System Configuration)是方法论的第一个环节，它定义了系统中软件架构、硬件拓扑、网络通信和系统映射等配置信息，通过定义软件架构和硬件拓扑的分离，实现了软硬件的解耦。ECU配置阶段通过提取系统配置生成的单个ECU抽取结果，针对每个特定的电控单元进行配置，包括常见的操作系统（OS），运行时环境（RTE）等和基础软件模块（BSW）的配置，自动生成用户的配置代码和ECU配置描述文件。

复杂的系统内部会有成千上万的软件组件，并且软件组件之间有一定的通信关系。按照系统配置时软件组件到ECU映射的不同，软件组件间的通信关系可以划分为ECU内部通信和ECU间通信。在同一个ECU上的软件组件通信ECU内部即可完成，而分布在不同ECU上的软件组件通信在真实的汽车电子环境中是通过汽车上常用的总线来消息发送和接收的。在通常的汽车电子软件开发中，为了验证软件组件之间的消息通信的正确与否，可以在真实的环境和ECU硬件平台上搭建运行环境进而观察和分析结果。但是，这无形中延长了软件的开发周期，增加了系统开发的复杂度和成本。同时，由于在系统开发的早期阶段，还无法得到系统最终运行的真实环境和ECU硬件平台，如果有一个仿真平台，能在开发的早期阶段搭建好一个仿真的环境对软件组件间通信进行验证测试，从而较早的发现和纠正软件的逻辑错误，提高系统开发的效率。

综上所述，面对日趋复杂的汽车电子软件产品，基于AUTOSAR方法论的软件开发，在系统开发的早期阶段搭建一个仿真环境，支持位于不同ECU上的软件组件之间通信的仿真验证，本发明基于CAN总线“仲裁机制”的消息广播特点，提出一种软件实现ECU之间消息通信的方法，即基于消息转发的ECU间通信方法。

发明内容

为了避免传统的在AUTOSAR开发完成ECU配置后，再搭建硬件在环仿真平台付出的昂贵代价，克服在开发过程中配置和生成代码容易出错的缺点，本发明提供了一种基于消息转发的ECU间通信方法，为不同ECU上的软件组件间通信的仿真验证提供支持。

    一种基于消息转发的ECU间通信方法，包括如下步骤： 

1）、分析并建立系统中的静态消息路由表：

（1.1）获取系统中的顶层组合组件；

（1.2）利用组件抹平算法将软件组件转化为单层结构，更新软件组件到电控单元的映射关系和数据元素到系统信号的映射关系；

（1.3）获得系统中所有的系统映射信息；

（1.4）分析系统中数据元素到系统信号的映射关系，建立不同电控单元间的通信关系，分别填充源地址和目的地址信息，数据元素和系统信号信息，完成静态消息路由表的建立；

2）、消息转发器完成消息转发的工作： 

（2.1）消息转发器主线程负责监听各个电控单元节点中CAN Driver的套接字连接请求，并创建子线程用于和每个发出建立连接请求的电控单元节点建立套接字连接；