Autosar - 【3 SWC】

SWC（Software Component）是AUTOSAR的核心概念之一，它是一个功能独立的软件单元，可以在不同的ECU（Electronic Control Unit）上运行。SWC由AUTOSAR描述文件（ARXML）定义，并通过AUTOSAR的代码生成工具生成代码。SWC的核心功能是通过输入和输出端口与其他SWC或底层软件组件（BSW）交互，同时也可以使用内部端口进行内部通信。

3.1 SWC概述

AutoSAR主要分为3个层级：应用软件层（AppL），实时运行环境（RTE）和基础软件层（BSW）。APPL由多个SWC组成，在此，每个SWC可以理解为一个.c文件，而整个应用软件层便是一个文件夹。如下图所示：

上图可以看出，整个工程是一个AutoSAR架构，其中的AppL、RTE和BSW分别对应一个文件夹，而SWC组件就是一个个的.c文件（和.h）。

AppL中最重要的是SWC，而SWC与其他SWC通信需要接口， SWC中又由Runnable组成，所以AppL主要的组成就分下面三部分：

• 应用软件组件（Application SWC）
• AutoSAR接口（Ports）
• 可运行实体（Runnable）

3.1.1 应用软件组件（SWC）

1. 原子SWC（Atomic SWC）

不可再拆分的SWC，特点是每个原子级SWC对应一个.c文件，且这个c文件就是的最小单元，不可再分。可运行实体（runnable）是组成SWC的更小单元，即将SWC看成是最小单元，runnable是其中的函数。

1. 集合SWC（Composition SWC）

AutoSAR还规定了一类集合级的SWC（Composition SWC）。它们可以分为一个个更小的Atomic SWC。通常，可以将功能相近或者需要整合到一处方便观看的SWC利用一个compositon SWC包含起来。如上图中的“车顶灯ECU”。

SWC最形象的对比就是一个.C文件了，那么Composition SWC顾名思义就是.C文件的集合，体现在代码上，就是保存.C文件的文件夹。

1. 特殊SWC

实际上，需要添加代码的不止是应用层的SWC。在BSW中，IO硬件抽象层（IoHwAb，和复杂驱动（Cdd)都是需要手动添加代码的，而这两个地方也可以算作是SWC，在DaVinci Developer中可以作为SWC进行配置和加runnable等操作的。因此，可将其看作是特殊的SWC。

 3.1.2 AutoSAR（Port）

Port是依附在SWC上的概念，比如配置工具配置SWC后，需要配置这个SWC的Port。

1. 其实也好理解，如果一个.C文件孤零零的放在那里，与别的C文件没有任何数据交互，那么作为一套代码中的一个C文件，根本没法发挥作用，所以必然在SWC上需要配置上或者输入（R-Port）的或者输出（P-Port）的Port。

但是如果只是Port这个概念的话，实在是太难以理解了，但是如果顺着SWC等于C文件这个思路考虑的话，当C文件之间进行数据交互会是用什么方式呢？

1. 那么最简单的方法就是“全局变量”。实际上，在配置好的代码中，可以发现，如果我为SWC1和SWC2之间配置了一个SR的interface的话，SWC1中会有一个函数Rte_Write()，里面会对一个全局变量进行赋值。而另一边SWC2的里面会有一个Rte_Read()的函数，来读取这个全局变量。通过这种方式，达到了数据的交互。

Ports是SWC和SWC做接口（Interface）通信使用，或是SWC通过RTE和BSW做接口（Interface）通信使用，Ports主要分为5种类型。

1. Send/Receiver（S/R）接口

作用：传输数据。通过RTE传输数据，并且通过RTE管理数据的传输，避免数据出问题（例如同时调用同一数据时可能出错）。

例子：

Receiver接口类型：Rte_Read_<Port>_<Data Element>()

1. Client/Server（C/S）接口

作用： 提供操作。就是Server提供函数供Client调用

1. 可以同步和异步。同步就是直接调用，相当于函数直接插入上下文运行；异步的话需要等待，相当于让函数在另一个线程中运行，运行完了再返回，原上下文依然运行；
2. 一个接口可以提供多个操作，就是一个接口可以包含很多函数；
3. ECU内部和跨ECU都可以调用，跨ECU也是通过外部总线。

例子：

Client接口类型：Rte_Call_<Port>_<Function>()

3.1.3 可运行实体（Runnable）

AUTOSAR 当中，一个运行实体（Runnable）是指一个原子软件组件（AUTOSAR Atomic Software Component）提供的最小代码段，同时也是一个可以被单独调度的任务。

Runnables，即Runnable entities，也是SWC的组成部分，运行在RTE里面，由RTE周期事件触发或者其他事件触发时调用。Runnable包含着实际运行的函数。

注：Runnable是需要OS中的Task做载体。

AUTOSAR SWC还包含必须在运行时调用的函数。这些C函数在AUTOSAR中称为Runnables。

Runnables不能由它们自己执行;它们必须分配给 OS的可执行实体。可以通过将Runnables的函数调用插入OS任务主体来执行此类分配。

然后，Runnables在调用方OS-Task的上下文中循环执行和/或事件驱动。Runnables对任务的分配是根据图1和图2执行的。

图1：AUTOSAR分层软件架构-Runnables的映射

图2显示了对图1中关系的解释。根据此图，AUTOSAR SWC中的Runnables被分配给 OS任务。

图2：SWC到 OS-Applications的映射

AUTOSAR OS-Applications是 OS对象（如Task、ISR、调度表、计数器和警报）的集合，它们构成了一个内聚的功能单元。属于同一 OS-Applications的所有对象都可以相互访问。

OS-Applications中的 OS对象可能属于不同的AUTOSAR SWC。RTE实现了一个内存区域， OS-Applications的所有成员都可以不受限制地访问该区域，以方便SWC之间有效地进行通信。