汽车行业中的AUTOSAR与OSEK到底是什么,有什么区别
最近開始接觸汽車電子及汽車行業,對其中兩個概念有點混淆,特此拿來對比一下。
一、AUTOSAR
現在的汽車正向著更高的安全性、經濟環保性、舒適性、便捷性發展,從而為汽車電子系統帶來了前所未有的復雜性,因為需求越來越多,更多的數據需要在整車電子系統中被處理被傳遞,據統計,在現代的汽車上平均每臺車有25個以上的ECU(電子控制單元),在高端車型中甚至有超過100個ECU,更不用說未來還要迎接車聯網的挑戰。
汽車行業中的從業人員在很早的時候就預測到了這樣的發展趨勢,他們在很早的時候就在思考怎么應對復雜的電子系統設計,怎么能夠讓汽車電子系統開發更靈活,更有效率。在2003年的時候,行業內的幾大巨頭(包括BMW, Bosch, Continental, DaimlerChrysler, Volkswagen, Siemens VDO)聯合建立了AUTOSAR聯盟,目的是一起開發并建立一套真正的開放的汽車電子電器架構(也就是我們現在所說的AUTOSAR標準或者AUTOSAR架構,我們經常提到的AUTOSAR一般就是指AUTOSAR構架/標準,AUTOSAR的全稱是AUTomotive Open System ARchitecture),隨著多年的發展,越來越多的行業內的公司加入到了AUTOSAR聯盟中,這其中有OEM(汽車整車廠),Tier1(汽車零部件供應商),芯片制造商以及工具制造商,AUTOSAR構架/標準也成為了汽車E/E設計的發展方向。AUTOSAR架構和標準的目標是:
AUTOSAR架構的主要特點是:
1、模塊化和可配置性
定義了一套汽車ECU軟件構架,將不依賴硬件的軟件模塊和依賴硬件的軟件模塊分別優雅的封裝起來,從而可以讓ECU可以集成由不同供應商提供的軟件模塊,增加了功能的重用性,提高了軟件質量。軟件可以根據不同的ECU功能需求和資源情況進行靈活配置。
2、有標準化接口
定義了一系列的標準API來實現軟件的分層化。
3、提出了RTE的概念
RTE全稱是Runtime Environment,采用RTE實現了ECU內部和ECU之間的節點通訊,RTE處于功能軟件模塊和基礎軟件模塊之間,使得軟件集成更加容易。
4、具有標準的測試規范
針對功能和通訊總線制定了標準的測試規范,測是規范涵蓋的范圍包括對于AUTOSAR的應用兼容性(例如RTE的需求,軟件服務行為需求和庫等)和總線兼容性(總線處理行為和總線協議等),它的目標是建立標準的測試規范從而減少測試工作量和成本。
AUTOSAR標準有四個核心內容:ECU軟件構架,軟件組件(software components),虛擬功能總線(Virtual Functional Bus),AUTOSAR設計方法(Methodology)。
二、OSEK
1、OSEK 簡介
隨著社會的進步和汽車工業的飛速發展,汽車在降低能耗、提高安全性和舒適度以及環保等方面的要求越來越高。這些要求刺激了電了技術在汽車上的應用,而且比重不斷增加,其結果是汽車在零部件控制技術、通信和網絡方面的復雜性大大增加。在這個強大的市場需求和激烈競爭的環境下,汽車電子的軟硬件產品不斷發展并出現多元化格局。
這時一些問題凸顯出來,比如,由于處理器( CPU)不斷升級導致不同的CPU間的軟件移植滯后,由于不同實時操作系統的應用程序接口(API)不同,導致應用程序的移植性差等。為了改變這種狀況,1993年德國汽車工業界提出了OSEK(德文:Offene Systeme and deren Schnittstellen fur die Elektronik im Kraftfahr-zeug)體系,其含義是汽車電子開放式系統及其接口。這個體系的最早倡導者有:寶馬、博世、戴姆勒克萊斯勒、歐寶、西門子、大眾和卡爾斯魯厄大學的工業信息技術研究所。法國的汽車制造商標致和雷諾于1994年加人了OSEK體系,并將法國汽車工業使用的汽車分布式運行系統(Vehicle Distributed eX-ecutivr, VDX)也納人這一體系,VDX的作用與OSEK相似。
在1995年召開的研討會上,眾多的廠商對OSEK和VDX的認識達成了共識,產生了OSEK/VDX規范(1997年發布),本文簡稱OSEK規范。它主要由四部分組成:操作系統規范(OSEK Operating System,OSEK OS)、通信規范(OSEK Communication , OSEK COM )、網絡管理規范( OSEK Net Management, OSEK NM)和OSEK實現語言(OSEK Implementation Language,OIL)。此后,各軟件生產廠商都相繼推出了符合OSEK規范的產品,比較典型的有WINDRIVER公司的OSEKWorks ,ETAS公司的ERCOSEK,MOTOROLA的OSEKturbo和美國密西根大學的EMERALDS-OSEK等。隨著該規范應用的不斷深人,其結構和功能不斷完善和優化,版本也不斷升級和擴展。目前OSEK OS2. 2 , OSEK COM2. 3 , OSEK NM2. 3和OIL2. 3已經提交ISO審議,即將成為一個國際標準。
2、OSEK OS的特點
OSEK規范為實現其制定的初衷并滿足汽車控制領域對系統安全性和節省有限資源的特殊要求,制定了系統而全面的操作系統規范。其特點主要有以下幾個方面。
2.1 實時性
由于越來越多的微處理器被應用到汽車控制領域,如汽車剎車的防抱死系統、動力設備的安全控制等這些系統直接關系著人的生命安全,即使出現絲毫的差錯也會導致危及生命安全的嚴重后果,因此要求操作系統具有嚴格的實時性。OSEK操作系統通過靜態的系統配置、占先式調度策略、提供警報機制和優化系統運行機制以提高中斷響應速度等手段來滿足用戶的實時需求。
2.2 可移植性
OSEK規范詳細規定了操作系統運行的各種機制,并在這些機制基礎上制定了標準的應用程序編程接口,使那些獨立編寫的代碼能夠很容易地整合起來,增強了應用程序的可移植性。OSEK還制定了標準的OIL,用戶只需更改OIL配置文件中與硬件相關部分,便可實現不同微處理器之間的應用程序移植。通過這些手段,減少了用于維護應用程序軟件和提高它的可移植性的花費,降低了應用程序的開發成本。
2.3 可擴展性
為了適用于廣泛的目標處理器,支持運行在廣泛硬件基礎上的實時程序,OSEK操作系統具備高度模塊化和可靈活配置的特性。它定義了不同的符合級別( Conformance Classes),并采用對不同應用程序有可靠接收能力的體系結構,從而增強了系統的可擴展性。OSEK操作系統可以在很少的硬件資源(RAM,ROM,CPC時間)環境下運行,即便在8位微處理器上也是如此。
由上我們可以看出,AUTOSAR與OSEK二者都是汽車電子軟件的標準。
OSEK基于ECU開發,AUTOSAR基于整體汽車電子開發。
AUTOSAR中規定的操作系統就是OSEK,而通信和網絡管理雖然和OSEK有區別,但思路一樣的。
所以認為,AUTOSAR是基于OSEK提出的(但不僅基于OSEK),OSEK被AUTOSAR標準軟件架構包含。
總結
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