应用层-SWC架构

0 前言

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1 SWC设计原理

1.1 SWC架构目的

在AUTOSAR项目中：

① 项目工程师提出设计需求，并将设计需求分为不同的功能模块，也就是Simulink工程中最上层的EBS、ACC等模块，以任务书形式发给策略工程师

② 策略工程师接到任务，比如要完成EBS模块，首先将EBS模块细分为制动踏板传感器Subsystem、执行电机Subsystem、分析计算Subsystem，又列出每个Subsystem需要收发哪些Variable，以Excel形式发给架构工程师

③ 架构工程师拿着Excel文件，开始在Vector Developer里干下面的工作，完成后将架构文件以arxml形式发给策略工程师，以dpa形式发给底层软件工程师

• 将EBS模块设计为Composition SWC
• 将制动踏板传感器Subsystem、执行电机Subsystem、分析计算Subsystem分别设计为EBS模块下的Atomic SWC
• 将每个Atomic SWC需要的Variable组设计为Port，需要的Variable设计为Port下的Data Element，将Port相互连接
• 将每个Atomic SWC需要的函数设计为Runnable

④ 策略工程师用Simulink打开arxml，开发策略，最终生成ASW部分C代码，发给软件集成工程师

• 每个Composition SWC生成一个文件夹
• 每个Atomic SWC生成一个C文件
• 每个Runnable生成一个函数
• 每个Data Element生成一个变量

⑤ 底层软件工程师用Vector Configurator打开dpa文件，配制AUTOSAR BSW，完成后生成BSW部分代码，发给软件集成工程师

⑥ 软件集成工程师将ASW代码和BSW代码生成HEX、MAP、ELF、A2L等文件，发给标定工程师和测试工程师

1.2 SWC架构方案

SWC架构分为5层结构：

• Composition SWC，对应Simulink的模块System，对应C代码的文件夹，每个模块只要一个，包含数个Atomic SWC
• Atomic SWC，对应Simulink的模块Subsystem，对应C代码的C文件，每个传感器、执行器、分析模块各一个，在Composition SWC下层，包含Runnabl和Port
• Port，Atomic SWC之间的通信通道，有数据传输需求的Atomic SWC之间至少要有一个Port相连，也可以有多个Port相连
• Data Element，Port要传输的Variable，给Runable使用
• Runnable，Atomic SWC内具体功能实现的函数，也是Port、Data Element的实际使用者

为了方便架构设计和结构复用，除了Runnable外，每层又分为实例类和应用类：

• 实例类最终会生成实际的C代码，应用类只在架构设计过程中使用，不产生代码
• 应用类可以帮助设计复用，比如作为Sender的实例Port和作为Receiver的实例Port，传输相同的数据，只需要设计一个应用Port映射两次就可以
• 应用类可以帮助层次之间解耦，比如Atomic SWC设计好后，下面的Port还没设计，先将Atomic SWC关联应用Port，等实例Port设计好了在关联应用Port

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2 SWC架构实现

SWC架构设计过程如下：

2.1 通用数据

Base Type

Base Type是C语言所支持的基本数据类型，如boolean、int、uint、float等等，一般不用自己添加

Base Type不能直接用于定义Date Element

Compu Method

Compu Method是Date Element的raw value（2进制数）和physical value之间的换算关系

Constants

在C代码中宏定义一个常量，比如#define InitValue 0，通常作为Data Element的Init Value、Invalid Value、Enum Value等等

2.2 Data Element和Data Type

Data Element就是应用层使用的变量，由Data Type创建，专属于特定SWC

Data Type是变量的数据类型

• 实例类是Implementation Data Type，使用这个
• 应用类是Application Data Type，目前没有使用

Data Type

RTE层使用的数据类型就称为Data Type

RTE层使用的所有数据类型都在Rte_Type.h中定义

Data Type分为是Implementation Data Type 和 Application Data Type，目前统一使用Implementation Data Type，简称为DT

DT可分为2种，数组型DT和结构体型DT

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数组型DT示例如下：

注意，AUTOSAR禁止直接使用Base Type做数据类型

typedef uint8 rt_uint8;
typedef uint8 rt_uint8_4[4];

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结构体型DT示例如下：

结构体型DT通常用DT开头，成员变量可以使BaseType、数组型DT和结构体型DT

typedef struct
{uint8        member1;rt_uint8_4   member2;
}DT_name_type;

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2.3 PortInterface

Port传递Data Element的接口

• 实例类是Port Prototype，简称Pp
• 应用类是Port Interface，简称Pi

Port Prototype

Pp有方向，有初值

Pp在指定的CtAp界面，New Receiver Port Prototype或者New Sender Port Prototype创建，需要配置的属性

• 方向Receiver或Sender
• 关联的Pi

Port Interface

Port Interface是一个抽象的通道，每个PortInterface负责在SWC之间传递一个DataElement

由于1个PortInterface只能传递1个DataElement，所以需要将要传递的DataElement打包成一个总的DataElement，通常命名为DT_PORTNAME_outputs

typedef struct
{DT_Aaa_TYPE    member1;DT_Bbb_TYPE    member2;
}DT_PORTNAME_outputs;

对于每一个需要发送DT_PORTNAME_outputs的SwcName：

• 在Rte_SwcName.h中声明1个发送APIRte_Write_SwcName_PORTNAME_outputs()
• 在Rte_SystemApplication_OsCore_Corex.c中实现它
• 在Rte_SwcName.h中将Rte_Write_SwcName_PORTNAME_outputs()宏定义为Rte_Write_PORTNAME_outputs()
• 在Rte_SwcName.c中使用Rte_Write_PORTNAME_outputs(&data)

#define Rte_Write_PORTNAME_outputs Rte_Write_SwcName_PORTNAME_outputs

Rte_Write_SwcName_PORTNAME_outputs(*data)
{GetSpinlock();*data = Rte_SeReleasepinlock();
}

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对于每一个需要接收DT_PORTNAME_outputs的SwcName：

• 在Rte_SwcName.h中声明1个接收APIRte_Read_SwcName_PORTNAME_outputs()
• 在Rte_SystemApplication_OsCore_Corex.c中实现它
• 在Rte_SwcName.h中将Rte_Read_SwcName_PORTNAME_outputs()宏定义为Rte_Read_PORTNAME_outputs()
• 在Rte_SwcName.c中使用Rte_Read_PORTNAME_outputs(&data)

#define Rte_Read_PORTNAME_outputs Rte_Read_SwcName_PORTNAME_outputs

2.4 Atomic SWC

Atomic SWC是Port和Runnable的封装

• 实例类是Application Component Type，简称CtAp
• 应用类是Application Component Prototype，简称CpAp

Application Component Type

在Application Component Types右击创建，选择属性

• Composition/Atomic ->选择Atomic
• Type -> 选择Application
• Supports multiple instantiation -> 是否支持实例化多个CpAp

Application Component Prototype

在CtCo中右击，选择Composition Component相应CtAp，创建CpAp

• 关联Data Type Map

2.5 Composition SWC

Composition SWC是Atomic SWC的封装

• 实例类是Composition Component Type，简称CtCo
• 应用类是Composition Component Prototype，简称CpCo

Composition Component Type

在Application Component Types右击创建，选择属性

• Composition/Atomic ->选择Composition
• Type -> 选择Application
• Supports multiple instantiation -> 是否支持实例化多个CpCo

Composition Component Prototype

在CtCo中右击，选择Composition Component，创建CpCo

2.6 Runnable Entity

在CpAp中创建，在Vector Developer中关联Task

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