軟件功能安全開發中主要針對的是軟件的系統性失效。這里面主要是針對各階段開發活動提出了相應的規范性要求,并對不同ASIL等級軟件開發,所需要進行的具體測試方法和內容。
軟件功能開發遵循V模型開發,即從需求開始,分層次進行軟件的架構設計、單元設計和具體的代碼開發。與每階段設計開發對應的是相應的集成和測試工作。
ISO26262里對軟件開發的很多具體規范性要求很多,并且比較詳細。但對這些規范的合規性檢查就是不太容易操作的事情了。對于代碼的靜態分析和語義代碼分析,在開發中可以借助專業工具依據具體的規范標準(如MISRA-C等)進行檢查,工具可以幫助查找所有錯誤和不符合項。而對于一些設計規則,如軟件架構設計要注意層次性,高內聚,低耦合。這種指導性的要求,在實際開發中,開發者不太容易對開發產物進行準確評價。這里簡單介紹一下業界使用比較廣泛的架構設計標準和設計思路。
汽車電子領域最常用的軟件架構設計標準之一是AUTOSAR(AUTOmotive Open System Architecture)。AUTOSAR標準是2003年歐洲寶馬為首幾家OEM聯合一些Tier1成立的聯盟,目標是開發適用于汽車電子開發的支持分布式、功能驅動的汽車電子軟件開發方法和軟件架構標準化方案。AUTOSAR采用了分層式的設計,實現了軟件和硬件的分離。
AUTOSAR通過中間層RTE(Runtime Enviroment)作為虛擬總線,成功的實現上層應用軟件層(Application Software Layer)和下層基于硬件的基礎軟件層(Basic Software)。采用AUTOSAR架構設計,在進行應用層軟件開發時,可以不受硬件ECU的限制,擺脫了對硬件的依賴。RTE集合了所有AUTOSAR提供的通信機制。應用軟件被劃分為各個組件,通過系統配置,軟件組件會被映射到指定的ECU上,而組件間的虛擬連接也同時映射CAN,FlexRay,MOST等總線上。軟件組件與RTE通信,是通過預先定義好的端口來實現的。各軟件組件之間不允許直接互相通信,RTE層封裝好COM等通信層BSW后,為上層應用軟件提供RTE API,軟件組件再使用端口的方式進行通信。
AUTOSAR架構中共分六層:1.應用軟件層(Application Layer)2.運行環境RTE(RuntimeEnvironment)3.服務層(Services Layer)4.ECU抽象層(ECU Abstraction Layer)5.微控制器抽象層(MicrocontrollerAbstraction Layer)6.復雜驅動(Complex DeviceDrivers)
微控制器抽象層是處理控制器依賴的各功能,包括IO驅動、通信驅動、內存驅動和微控制器驅動。這一層也相當于傳統嵌入式開發中的底層驅動。
ECU抽象層是基于ECU依賴的各功能,這一層經過微控制器抽象層的隔離,已經是不依賴特定的微控制器了。ECU抽象層主要包括IO硬件抽象層、通信抽象層、內存抽象層和車載設備抽象層。ECU抽象層將微控制器抽象層各功能抽象為ECU層的功能。
服務層主要包括了通信服務、內存服務和系統服務。這一層可以隔離大部分ECU依賴的功能。而在開發中,一些極高實時性的傳感器采樣、執行器控制等功能,需要通過專門的復雜驅動來實現。
軟件開發中采用AUTOSAR架構,成功的將應用層與底層隔離開了。這樣車廠或者Tier1可以專心進行與產品功能直接相關的應用層開發,在應用層上建立起區別于對手的特征。對于中間層和底層,可以交由專業的供應商來完成,而且這一部分有越來越趨同的現象。中間層和底層對用戶是不可見的,車廠對于這部分工作甚至可以采用共同的平臺供應商,這樣對成本和產品成熟、穩定性都是有很大幫助的。
當然,上面提到的AUTOSAR的優勢只是理論上的。在實際產品開發中,應用層開發方或者最終產品負責方是不可能真的做到完全不管中間層和底層實現的,只是這種參與和投入程度相比傳統的方式大大減少。作為系統開發和集成方,對于功能安全產品開發,其負責的工作不僅包括軟件開發,也包括達到標準對硬件指標的要求。而對于硬件設計,其是與采用的控制器型號、外圍驅動和通信設備、甚至電容電阻是直接相關的。對于硬件相關的診斷,大多需要相應的軟件功能來調用和實現。對于很多軟件功能診斷,同樣會對硬件設備提出要求。在系統架構設計上,需要兼顧軟硬件需求,合理設計系統架構。汽車設計中常采用的架構包括從傳統發動機設計演變而來的EGAS三層架構。在功能安全的系統架構設計中,我們可以考慮借鑒類似EGAS這種業界比較成熟的架構設計思路。
本文由培訓無憂網長沙牛耳教育課程顧問老師整理發布,希望能夠對想在長沙參加影視動漫培訓的學生有所幫助。更多課程信息可關注培訓無憂網電腦IT培訓頻道或添加老師微信:15033336050
注:尊重原創文章,轉載請注明出處和鏈接 http://m.hebeijilong.cn/news-id-13964.html 違者必究!部分文章來源于網絡由培訓無憂網編輯部人員整理發布,內容真實性請自行核實或聯系我們,了解更多相關資訊請關注程序開發頻道查看更多,了解相關專業課程信息您可在線咨詢也可免費申請試課。關注官方微信了解更多:150 3333 6050