في أنظمة السيارات ، التعقيد الإلكتروني أو الكهربائي آخذ في الازدياد. في السيارة الحديثة ، لديهم أكثر من 100 وحدة تحكم في المحرك تُعرف باسم وحدات التحكم الإلكترونية. تتضمن كل وحدة تحكم إلكترونية عددًا من الوظائف التي يجب إعادة صياغتها بشكل متكرر من نقطة الصفر بمجرد تغيير الأجهزة مثل المعالج. من المهم جدًا أن تجعل السيارات برامج التطبيقات مستقلة بمساعدة أجهزتها. لتحقيق ذلك ، يتم تنفيذ الوظائف الأساسية في AUTOSAR لإنشاء وإنشاء بنية برامج مفتوحة مخصصة لوحدات التحكم في محرك السيارات. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على AUTOSAR.
مقدمة إلى Autosar
تم تطوير أوتوسار بواسطة مختلف سيارة شركات التصنيع في عام 2003 مثل BMW ، و Continental AG ، و Daimler-Benz ، و Robert Bosch GmbH ، و Siemens VDO ، لإنشاء بنية صناعية ذات معايير صناعية مفتوحة للأجهزة الكهربائية والإلكترونية في السيارة. في نفس العام من شهر نوفمبر ، انضمت شركة السيارات الشهيرة مثل Ford كشريك أساسي. في شهر ديسمبر ، انضمت شركة Toyota Motor Corporation و Groupe PSA. في فبراير 2008 ، بعد الحصول على شركة Siemens VDO من خلال Continental ، توقفت عن كونها شريكًا أساسيًا مستقلًا لـ AUTOSAR.
في عام 2003 ، أصدرت AUTOSAR أربعة هياكل برمجية رئيسية لصناعة السيارات. يمكن تقسيم عمل AUTOSAR إلى 3 مراحل. في المرحلة 1 من 2004 إلى 06 ، تم التطوير الأساسي ، في المرحلة 2 من 2007 إلى 09 ، تم توسيع التطوير الأساسي في الهندسة المعمارية وكذلك المنهجية. في المرحلة الثالثة من 2010 إلى 13 ، يمكن إجراء الحماية والتحسينات المفضلة. بدأ عمل النظام الأساسي التكيفي في عام 2016 وتم نشر إجراءات التطوير الرئيسية أخيرًا في إصدار مشترك من Classic و Adaptive & Foundation of AUTOSAR.
ما هو أوتوسار؟
يشير المصطلح AUTOSAR إلى 'هندسة نظام السيارات المفتوح'. وهي موحدة وكذلك بنية برمجيات السيارات المفتوحة. تدعم هذه البنية واجهات البرامج التطبيقية والوظائف الأساسية للمركبة. ويساعد أيضًا في إنشاء بنية برامج مألوفة لنظام التحكم في المحرك لجميع شركاء AUTOSAR.
يستخدم AUTOSAR لتوفير مزايا جوهرية للزملاء للتعامل مع الأنظمة الكهربائية والإلكترونية الأكثر تعقيدًا في مركبة مثل التكامل البسيط ، وتبديل الوظائف داخل شبكة التحكم في المحرك المعقدة (ECU) والتحكم في دورة حياة المنتج بأكمله.
تم تطوير بنية برامج السيارات هذه بشكل مشترك من خلال مختلف مصنعي السيارات ومطوري الأدوات والموردين. ستعمل هذه المنصة على تحسين وظائف السيارة في صناعة السيارات دون الإخلال بالنموذج الحالي.
تشتمل وحدة التحكم في محرك السيارة على الميزات التالية
- واجهة قوية مع الأجهزة مثل المشغلات وأجهزة الاستشعار
- واجهة مع أنظمة الحافلات داخل المركبة
- تشمل متحكم 16/32 بت
- ذاكرة فلاش داخلية أو خارجية
- نظام الوقت الحقيقي
هندسة Autosar مع مثال
تقسم بنية طبقة AUTOSAR البرنامج إلى خمس طبقات. في البداية ، نلاحظ على أساس OSI لكن نموذج الطبقة المميزة يشرح الترتيب الهرمي لبرنامج AUTOSAR. لهذا السبب ، يتم تقسيمه إلى ثلاثة أجزاء مثل البرامج الأساسية وبيئة وقت التشغيل وطبقة التطبيق. في كل طبقة ، يتم استخلاص وحدات برامج معينة وتتواصل هذه الطبقات عبر الواجهات.
هندسة أوتوسار
ال طبقات مختلفة من هندسة أوتوسار تعمل على متحكم دقيق مثل طبقة التطبيق ، RTE (بيئة وقت التشغيل) ، طبقة الخدمة ، و BSW (البرنامج الأساسي) ، إلخ. تشتمل كل طبقة على وحدات وخدمات برمجية محددة مسبقًا لجعل برنامج التطبيق مستقلًا عن وحدة التحكم في المحرك.
طبقة التطبيقات
الطبقة الأولى من بنية AUTOSAR هي طبقة التطبيق التي تدعم تنفيذ الوظائف المخصصة. يتضمن مكونات برمجية بالإضافة إلى العديد من التطبيقات لتنفيذ المهام الدقيقة وفقًا للتعليمات.
تتضمن هذه الطبقة ثلاثة مكونات مثل برنامج التطبيق ومنافذ البرامج وواجهات المنافذ. بالنسبة لهذه المكونات ، تضمن البنية واجهات معيارية داخل طبقة التطبيق. ستساعد المكونات البرمجية لهذه الطبقة في إنشاء تطبيقات سهلة لتقديم الدعم لوظائف السيارة.
يمكن السماح بالتفاعل بين هذه المكونات من خلال منافذ محددة باستخدام ناقل وظيفي افتراضي. ستسهل هذه المنافذ التفاعل بين BSW لمكونات AUTOSAR والبرمجيات.
هذه نظرة عامة على بنية AUTOSAR وهي تدعم الإمدادات في الوقت الفعلي والقيود الأمنية. اعتمادًا على MCU ، تدعم المنصة القياسية تطبيقات مختلفة مثل الأمان والشبكات من خلال السماح لوحدات التحكم في المحرك في السيارة بالاتصال بأجهزة الاستشعار ومشغلات السيارة.
RTE (بيئة وقت التشغيل)
RTE عبارة عن طبقة وسيطة توفر خدمات الاتصال لمكونات برامج AUTOSAR والتطبيقات بما في ذلك مستشعر AUTOSAR أو أجزاء المحرك. والغرض الرئيسي من ذلك هو جعل مكونات البرنامج مستقلة عن التخطيط لنظام دقيق للتحكم في المحرك.
تشمل السمات الرئيسية للأدوية الجاهزة للأكل ما يلي.
- إنه خاص بنظام التحكم في المحرك والتطبيق.
- يتم إنشاؤه لكل وحدة تحكم في المحرك.
- واجهته مستقلة تمامًا عن وحدة التحكم في المحرك.
طبقة الخدمة
هذه هي طبقة البرنامج الرئيسية التي توفر وظائف مختلفة مثل ما يلي.
- نظام التشغيل
- خدمة الذاكرة
- اتصالات الشبكة للمركبة
- إدارة الدولة لوحدة التحكم في المحرك
- خدمة حل المشكلات
توفر هذه الطبقة وحدات البرامج الأساسية والخدمات لتطبيقات مختلفة.
تشمل الميزات الرئيسية لطبقة الخدمة ما يلي.
- خاص بـ MCU ( وحدة متحكم ) وعنصرًا من أجهزة وحدة التحكم الإلكترونية
- واجهة هذا مستقلة عن وحدة التحكم الإلكترونية وكذلك MCU
BSW (البرمجيات الأساسية)
تتضمن طبقة البرنامج الأساسية ثلاث طبقات وهي
- طبقة تجريد ECU
- برامج تشغيل معقدة
- MCAL (طبقة تجريد متحكم دقيق)
طبقة تجريد ECU
- توفر الواجهة مع طبقة تجريد وحدة التحكم الدقيقة وبرنامج تشغيل الجهاز الخارجي بشكل أساسي حق الدخول إلى الأجهزة الموجودة داخل وحدة MCU بخلاف ذلك.
- يتم استخدام واجهة برمجة التطبيق للتفاعل مع MCU.
- الغرض الرئيسي من هذه الطبقة هو إنشاء طبقة برامج أعلى مستقلة عن تخطيط أجهزة وحدة التحكم في المحرك.
تشمل الميزات الرئيسية لطبقة تجريد وحدة التحكم الإلكترونية ما يلي.
- يمكن أن يعتمد التركيب على أجهزة وحدة التحكم الإلكترونية في حين أنه مستقل عن MCU
- يمكن أن تكون واجهة الترتيب العالية مستقلة عن وحدات أجهزة MCU و ECU
برامج تشغيل معقدة
تُستخدم هذه الطبقات للوظائف متعددة الأوجه غير المتوفرة في الطبقات الأخرى. يمكن لهذه الطبقة الوصول مباشرة إلى MCU. الأمثلة الرئيسية هي التحكم في القيم الكهربائية ، التحكم في الحقن ، الكشف عن زيادة الموقف ، إلخ.
الغرض الرئيسي هو تلبية وظائف معينة وضروريات التوقيت المطلوبة لتشغيل أجهزة الاستشعار المركبة وكذلك المشغلات.
الميزات الرئيسية للسائقين المعقدة تشمل ما يلي.
- يعتمد التثبيت بشكل كبير على وحدة التحكم الإلكترونية ، و MCU ، إلخ.
- يمكن تركيب واجهة عالية الترتيب وتوحيدها بناءً على واجهة AUTOSAR
MCAL (طبقة تجريد متحكم دقيق)
يتم الوصول إلى وحدة البرنامج هذه مباشرة على أجهزة MCU الطرفية والأجهزة الخارجية التي تم تعيينها بالذاكرة. الغرض الرئيسي هو إنشاء طبقة برامج أعلى مستقلة عن MCU.
الميزات الرئيسية لـ MCAL تشمل ما يلي.
- يعتمد التركيب على MCU
- لا تعتمد واجهة الترتيب العالي على MCU.
أهداف AUTOSAR
تشمل الأهداف الرئيسية لـ AUTOSAR ما يلي.
- تفعيل التكرار
- يمكن القيام بالوظائف من وحدة تحكم إلكترونية واحدة إلى وحدة تحكم إلكترونية أخرى داخل الشبكة
- قابلية الصيانة خلال دورة حياة المنتج بأكملها
- دمج وحدات وظيفية من العديد من الموردين
- زيادة الاستفادة من أجهزة COTS.
- تحديثات البرامج على مدى العمر الافتراضي للسيارة.
- قابلية التوسع في السيارات المختلفة
- تنفيذ الوظائف الأساسية مثل الحل الأساسي النموذجي على مستوى الصناعة
- متطلبات السلامة
مزايا وعيوب أوتوسار
تشمل مزايا AUTOSAR ما يلي.
- يمكن أن تكون مشاركة البرامج ممكنة بين الشركات المختلفة
- إعادة استخدام مكون البرنامج
- هيكل البرنامج الأساسي متعدد الطبقات.
- تناسق الواجهات
- التوافقية
- يمكن إعادة استخدام كود البرنامج.
- مرونة التصميم أكثر
- سيتم تقليل وقت التكلفة والتطوير
- يمكن زيادة الكفاءة ضمن التطوير الوظيفي
- تسمح الشفافية والواجهات المتميزة بنماذج أعمال جديدة.
تشمل عيوب برنامج AUTOSAR ما يلي.
- تعقيد
- الاستثمار الأولي
- منحنى التعلم
تطبيقات AUTOSAR
تشمل تطبيقات هندسة Autosar ما يلي.
- المعلومات والترفيه
- مستشعرات مثل LIDAR و RADAR
- الصيانة الوقائية
- كهربة
- وظائف ADAS مع الكاميرا
- v2x
- تحديثات الخريطة
- تطبيقات السيارات
أسئلة وأجوبة
1). ما هو أوتوسار؟
إن بنية النظام المفتوح للسيارة هي نوع واحد من هندسة برامج السيارات ، والتي تم تطويرها من قبل مختلف موردي السيارات والمصنعين ، إلخ.
2). ما هو الغرض من AUTOSAR؟
يتيح ذلك استخدام تصميم برنامج يعتمد على نموذج مكون لنظام المركبات.
3). هل أوتوسار نظام تشغيل؟
لا ، ولكن لها مواصفات خاصة بنظام التشغيل.
4). ما هو دور RTE في AUTOSAR؟
يتم استخدامه لتوفير خدمات البنية التحتية للسماح بالتواصل بين مكونات البرامج التي تصل إلى وحدات البرامج الأساسية مثل نظام التشغيل وخدمة الاتصال.
5). ما هي الطبقات في هندسة AUTOSAR؟
هناك ثلاثة أنواع من الطبقات مثل RTE وطبقة الخدمة والبرامج الأساسية.
6). من طور هندسة أوتوسار هذه؟
تم تطويره من قبل مطوري الأدوات وموردي السيارات ومصنعيها.
7). كيف تتعلم أوتوسار؟
أولاً ، تعلم الأساسيات من الأشخاص ذوي الخبرة وابدأ في تنفيذ مشاريع لتطوير وحدات التحكم الإلكترونية اعتمادًا على بنيتها. بالإضافة إلى ذلك ، قم بعمل بعض العينات داخل Matlab وتصفح الكود الذي تم إنشاؤه.
وبالتالي ، هذا كل شيء عن لمحة عامة عن AUTOSAR . إنها بنية برامج سيارات قياسية ، تم تطويرها من قبل العديد من موردي السيارات والمصنعين. الهدف الرئيسي من ذلك هو إعداد طبقة بين برامج التطبيقات وأجهزة وحدة التحكم الإلكترونية. لذلك ، فإن هذا البرنامج مستقل بشكل أساسي عن أي متحكمات مفضلة وكذلك عن الشركة المصنعة للسيارات لجعله قابلاً لإعادة الاستخدام لعدد من أنظمة وحدة التحكم في المحرك الفردية. إليك سؤال لك ، ما هو الشكل الكامل لـ AUTOSAR؟
