MICROSAR Produktinformation DE

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Produktinformation
MICROSAR
Produktinformation MICROSAR
Inhaltsverzeichnis
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 MICROSAR - Die Vector Lösung für AUTOSAR Steuergeräte-Software ......................................................................3 MICROSAR OS – Das Echtzeitbetriebssystem von Vector für den AUTOSAR-Standard ..................................................9 MICROSAR COM – AUTOSAR Basis-Software-Module für die Kommunikation .......................................................... 13 MICROSAR CAN – AUTOSAR Basis-Software-Module für die CAN-Kommunikation .................................................... 16 MICROSAR FR – AUTOSAR Basis-Software-Module für die FlexRay-Kommunikation ................................................. 19 MICROSAR LIN – AUTOSAR Basis-Software-Module für die LIN-Kommunikation...................................................... 22 MICROSAR ETH – AUTOSAR Basis-Software-Module für Ethernet-basierte Kommunikation ....................................... 25 MICROSAR V2G – Basis-Software-Module für die Kommunikation mit externer Infrastruktur .................................... 29 MICROSAR AVB – Basis-Software-Module für die Audio/Video-Kommunikation via Ethernet ..................................... 32 MICROSAR MEM – AUTOSAR Basis-Software-Module für das Memory Management .................................................. 35 MICROSAR SYS – Systembezogene Basissoftware Module für AUTOSAR ................................................................. 38 MICROSAR DIAG – AUTOSAR-kompatible Umsetzung des UDS-Protokolls .............................................................. 41 MICROSAR MCAL – AUTOSAR-Treiber zur Ansteuerung der Mikrocontroller-Peripherie ............................................. 46 MICROSAR MCAL Integration Package............................................................................................................ 49 MICROSAR EXT – AUTOSAR-Treiber zur Ansteuerung von externen Bausteinen ....................................................... 51 MICROSAR IO – AUTOSAR Input Output Hardware Abstraktion ............................................................................ 53 MICROSAR RTE – Die optimierte Ablaufumgebung für Softwarekomponenten nach dem AUTOSAR-Standard ................ 55 MICROSAR AMD – AUTOSAR-Monitoring und -Debugging via CAN, FlexRay oder Ethernet ......................................... 58 MICROSAR Safe – Sicherheit nach ISO 26262 bis ASIL D für Steuergeräte-Software ................................................ 62 MICROSAR Security – Zugriffs-Sicherheit für AUTOSAR-Steuergeräte ................................................................... 65 Identity Manager für AUTOSAR – Lösung für Mehrfachsteuergeräte ..................................................................... 68 Post-Build Loadable für AUTOSAR – Nachträgliche Modifikation von BSW-Merkmalen ............................................. 70 MICROSAR J1939 – AUTOSAR Basis-Software-Module speziell für Nutzfahrzeuge ................................................... 72 AUTOSAR Evaluierungs-Paket – Das Komplettpaket für die Evaluierung von AUTOSAR-Basissoftware und -Werkzeugen . 74 Weiterführende Informationen .................................................................................................................... 78 Bitte denken Sie über Ihre Verantwortung gegenüber der Umwelt nach, bevor Sie dieses Dokument ausdrucken.
V1.1 April 2014
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1
MICROSAR - Die Vector Lösung für AUTOSAR Steuergeräte-Software
MICROSAR ist die AUTOSAR-Lösung von Vector für Ihre Steuergeräte-Software. MICROSAR besteht aus der MICROSAR RTE und
den MICROSAR Basis-Software-Modulen (BSW), die den gesamten Umfang des AUTOSAR-Standards sowie viele Erweiterungen
abdecken. Jedes AUTOSAR BSW-Modul ist einem MICROSAR-Paket zugeordnet. Die detaillierten Beschreibungen der einzelnen
Pakete entnehmen Sie bitte den folgenden Kapiteln. Die von Ihnen benötigten BSW-Module werden von Vector für Sie
individuell in einem „Software Integrations Paket“ kombiniert und freigegeben.
1.1
Liste der verfügbaren MICROSAR Pakete
Bild 1: Die MICROSAR Pakete enthalten alle Module des AUTOSAR 4.x Standards.
>
MICROSAR AMD
–
Monitoring und Debugging von Anwendung und MICROSAR BSW
>
MICROSAR AVB
–
Basis-Software-Module für die Audio/Video-Kommunikation via Ethernet
>
MICROSAR MCAL –
Treiber zur Ansteuerung der Mikrokontroller-Peripherie
>
MICROSAR CAN
–
Basis-Software-Module für die CAN-Kommunikation
>
MICROSAR COM
–
Basis-Software-Module für die Netzwerk-unabhängige Kommunikation und Gateways
>
MICROSAR EXT
–
Treiber zur Ansteuerung von externen Bausteinen
>
MICROSAR FR
–
Basis-Software-Module für die FlexRay-Kommunikation
>
MICROSAR DIAG –
Basis-Software-Module für die Diagnose
>
MICROSAR IO
–
Bindeglied zwischen Mikrokontroller-Peripherie und Anwendung
>
MICROSAR ETH
–
Basis-Software-Module für Ethernet-basierte Kommunikation
>
MICROSAR LIBS
–
AUTOSAR-Libraries
>
MICROSAR LIN
–
Basis-Software-Module für die LIN-Kommunikation
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3
>
MICROSAR MEM
–
Basis-Software-Module für die Verwaltung von nichtflüchtigem Speicher
>
MICROSAR OS
–
Das Echtzeitbetriebssystem nach dem AUTOSAR-Standard
>
MICROSAR RTE
–
Optimierte Ablaufumgebung für Softwarekomponenten nach dem AUTOSAR-Standard
>
MICROSAR Safe
–
Sicherheit nach ISO 26262 bis ASIL D für Steuergeräte-Software
>
MICROSAR SYS
–
Systembezogene Basis-Software-Module für AUTOSAR Steuergeräte
>
MICROSAR V2G
–
Basis-Software-Module für die Kommunikation mit externer Infrastruktur
>
XCP
–
Messen und Kalibrieren eines AUTOSAR-Steuergeräts mit XCP inkl. Transport-Layer für
Ethernet, FlexRay und CAN
1.2
Anwendungsgebiete
Die BSW-Module aus den MICROSAR-Paketen sichern die Grundfunktionalität des Steuergeräts. Sie enthalten die
Implementierung der AUTOSAR Standard Services, die Sie für Ihre Funktionssoftware benötigen. Weil die AUTOSAR-Architektur
eine konsequente Hardware-Abstraktion verfolgt, können Sie mit MICROSAR Ihre Funktionssoftware plattform-unabhängig
entwickeln.
Die Module aus den Paketen MICROSAR OS und MICROSAR MCAL sind hardwareabhängig. Vector bietet Ihnen diese Module für
eine große Anzahl unterschiedlicher HW-Plattformen und Compiler an, so dass z.B. ein schneller Wechsel des ControllerDerivats möglich ist. Das Betriebssystem MICROSAR OS ist sowohl für Single-Core- als auch für Multi-Core-Prozessoren
verfügbar. Darüber hinaus verfügt Vector durch ständigen Kontakt zu den OEMs über eine Reihe von OEM-spezifischen BSWModulen und Erweiterungen, wie z.B. die Diagnose-Module.
Alle benötigten MICROSAR BSW-Module konfigurieren Sie entsprechend der Anforderungen aus Ihrem Projekt und integrieren
sie nach dem Generieren mit der Funktionssoftware. So erhalten Sie die komplette Steuergeräte-Software. Besteht die
Funktionssoftware aus AUTOSAR-konformen SWCs, so benötigen Sie eine Laufzeitumgebung (RTE). Die MICROSAR RTE realisiert
die Kommunikation der SWCs untereinander sowie deren Zugriff auf die Daten und Services aus den BSW-Modulen. Neben der
Verwaltung des gesamten Ereignis- und Informationsflusses stellt die MICROSAR RTE die Konsistenz des
Informationsaustauschs sicher und koordiniert Zugriffe über Core- oder Speicherschutzgrenzen.
1.3
Eigenschaften
Die Entwicklung der MICROSAR Basis-Software-Module erfolgt nach dem SPICE-basierten Vector Entwicklungsprozess für
Standard-Module. Alle MICROSAR Pakete bieten Ihnen die folgenden Eigenschaften:
>
Effiziente Speichernutzung sowie geringe Laufzeiten
>
Für den Serieneinsatz verfügbar
>
Für AUTOSAR 4.x und 3.x erhältlich
>
Assistenten und zeitnahe Prüfungen unterstützen Sie bei der konsistenten Konfiguration Ihrer Basissoftware
>
Hochskalierbar, passend zu Ihrem Anwendungsfall
>
Optimal integrierbar in Ihren Entwicklungsprozess
>
AUTOSAR Monitoring für Test und Analyse von Steuergeräten
>
Frei wählbarer Konfigurationszeitpunkt (pre-compile, link-time oder post-build)
>
Unterstützung von Mehrfachsteuergeräten
>
Optionale Lieferung von Sourcecode
>
Durch MICROSAR Safe auch für sicherheitsrelevante Funktionen (ISO 26262) geeignet
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1.4
Serieneinsatz
Die MICROSAR BSW-Module werden bereits in Serienprojekten eingesetzt. Mit MICROSAR profitieren Sie von der langjährigen
Erfahrung von Vector bei der Implementierung von Embedded Standard-Software. Vor der Lieferung werden alle MICROSAR
Softwaremodule systematischen Integrationstests für Ihren konkreten Anwendungsfall (HW-Plattform, Compiler, Derivat, OEM,
mit/ohne RTE, …) unterzogen. Auf Wunsch wird der Umfang dieser Tests auf Softwaremodule von Drittherstellern (z.B. MCALTreiber) erweitert.
1.5
Unterstützung von AUTOSAR 4.x und 3.x
Sowohl für AUTOSAR 4.x als auch für 3.x erhalten Sie von Vector die komplette Basissoftware aus einer Hand. Bei der Migration
Ihrer Projekte profitieren Sie von einem einheitlichen Entwicklungsworkflow für AUTOSAR 4.x und 3.x:
>
Die Konfigurationswerkzeuge DaVinci Developer und DaVinci Configurator Pro sind für beide Releases ausgelegt. Somit
vermeiden Sie einen Werkzeugwechsel.
>
MCAL-Treiber aus unterschiedlichen AUTOSAR-Releases lassen sich mit MICROSAR kombinieren.
Im Falle einer Migration von AUTOSAR 3 nach 4 unterstützen wir Sie bei der Anpassung Ihrer Anwendungssoftware an die im
AUTOSAR 4.x-Standard geänderten Schnittstellen.
Ein weiterer Vorteil von MICROSAR liegt in den vielen Erweiterungen in den BSW-Modulen für AUTOSAR 3.x, die erst in AUTOSAR
4.x spezifiziert sind. Beispiele hierfür sind das Multi-Core Betriebssystem, sowie die Unterstützung für J1939, XCP und
Ethernet/IP. Das Paket MICROSAR MOST ist eine von Vector erstellte Ergänzung des Standards und ist kompatibel zu AUTOSAR
4.x und 3.x.
1.6
Konsistente und einfache Konfiguration
Mit AUTOSAR wird das manuelle Entwickeln bzw. Anpassen der Grundfunktionalität einer Steuergeräte-Software durch das
Konfigurieren der BSW-Module ersetzt. Die intuitiven, benutzerfreundlichen und sehr gut aufeinander abgestimmten
AUTOSAR-Werkzeuge von Vector (DaVinci) unterstützen den Anwender dabei. Der Multi User Support der DaVinci Werkzeuge
unterstützt das gleichzeitige Arbeiten mehrerer Anwender an einem Projekt. Als Input für die Konfiguration benötigen die
DaVinci Werkzeuge eine „ECU Extract of System Description“-Datei. Auch eine Konfiguration auf Basis gängiger
Netzwerkbeschreibungsdateien (DBC, FIBEX, LDF) ist weiterhin möglich.
Alle DaVinci Werkzeuge überprüfen während der Konfiguration frühzeitig die Gültigkeit einzelner Parameter sowie komplexer
Parametergruppen untereinander. Bei ungültigen Konfigurationen bieten sie – wenn möglich – Korrekturvorschläge an. Diese
Erweiterung der AUTOSAR-Methode vereinfacht die Integration der Basissoftware in Ihr Steuergerät und reduziert die
Integrationszeit.
Die DaVinci–Werkzeuge unterstützen Sie optimal bei der Konfiguration der RTE und der BSW-Module. In einem Bottom-upProzess werden beispielsweise die SWC Service-Ports (inkl. Runnables) automatisch passend zur BSW-Konfiguration erzeugt.
Diese Automatisierung nimmt Ihnen Aufgaben ab, die sich häufig wiederholen und bei manueller Durchführung fehleranfällig
sind. Sie sparen damit Zeit und Kosten.
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Bild 2: Mit dem DaVinci Configurator Pro konfigurieren Sie die BSW-Module und die RTE.
Bild 3: Mit dem DaVinci Developer definieren Sie die Funktionssoftware (SWCs).
Weitere Details über die DaVinci Werkzeuge von Vector entnehmen Sie bitte den jeweiligen Produktinformationen.
1.7
Skalierbarkeit
Zusätzlich zu den Vorgaben von AUTOSAR bieten die MICROSAR BSW-Module eine Reihe von funktionellen Erweiterungen.
Durch zusätzliche Konfigurationsmöglichkeiten können z.B. nicht benötigte Funktionen abgeschaltet werden. Dadurch wird
der MICROSAR Code für Ihren Anwendungsfall optimiert. Durch diese Skalierbarkeit sind die MICROSAR-Module die optimale
Lösung sowohl für kleine als auch für anspruchsvolle Anwendungen. MICROSAR wird bereits in einem breiten Spektrum an
Steuergeräten eingesetzt, wie z.B. Lenkwinkelsensoren, Tür-Steuergeräte, Motor-Steuergeräte, Zentrale Gateways, u.s.w.
Möglich ist auch der Einsatz von MICROSAR mit weiteren Betriebssystemen wie Linux oder QNX.
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1.8
AUTOSAR Monitoring and Debugging (AMD)
Das Paket AMD vereinfacht den Test und die Analyse von BSW und Anwendungs-Funktionen, indem wichtige
Statusinformationen und Ereignisse an Tools wie CANape oder CANoe.AMD zur Auswertung übertragen werden. Zusätzlich
bietet AMD die Möglichkeit, Laufzeitmessungen an der BSW und Anwendungs-Funktionen durchzuführen. Weitere
Informationen erhalten Sie im Kapitel über MICROSAR AMD.
1.9
Frei wählbarer Zeitpunkt für die BSW-Konfiguration
Der Konfigurationszeitpunkt aller MICROSAR Basis-Software-Module ist frei wählbar. Sie wählen für jedes BSW-Modul den
Konfigurationszeitpunkt zwischen pre-compile, link-time oder post-build aus.
1.10 Steuergeräte-Varianten
Um Logistikkosten bei AUTOSAR-Steuergeräten einzusparen, sind die MICROSAR Module mit der Option Identity Manager
erhältlich. Mit dieser Option werden mehrere Konfigurationen (z.B. Linke- oder rechte Tür) im Steuergerät abgelegt. Dies
ermöglicht den mehrfachen Verbau eines identischen Steuergerätes innerhalb einer Baureihe oder in unterschiedlichen
Baureihen. Weitere Informationen erhalten Sie im Kapitel über den Identity Manager für AUTOSAR.
1.11 Nachladen der BSW-Konfiguration
Die BSW-Option „Post-Build Loadable“ erlaubt es, viele Parameter der BSW-Konfiguration nachträglich zu modifizieren, ohne
die Steuergerätesoftware neu zu übersetzen. So können z.B. Routing Tabellen oder Sendearten geändert und erweitert werden,
ohne dafür die Build-Umgebung des Steuergerätes zu benötigen oder eine neue ECU-Variante vom Zulieferer zu beauftragen.
1.12 Funktionale Sicherheit nach ISO 26262: MICROSAR Safe
Für den Einsatz der MICROSAR BSW in sicherheitsrelevanten Funktionen bietet Vector zusammen mit TTTech Automotive eine
komplette Lösung für Ihr AUTOSAR-Steuergerät. Weitere Informationen entnehmen Sie bitte dem Kapitel über MICROSAR Safe.
1.13 Lieferumfang
Der Standard-Lieferumfang enthält die folgenden Bestandteile:
>
Softwaremodule
>
Kommandozeilen-basierter Generator (für Windows XP/Windows 7)
>
BSW Module Description
>
DaVinci Configurator Base als Basis-Editor. Für eine komfortablere Konfiguration empfehlen wir ein Upgrade auf den
DaVinci Configurator Pro. Mehr Details finden Sie in der separaten Produktinformation.
>
Dokumentation
Zusätzliche oder andere Lieferumfänge sind im Folgenden für jedes Modul separat angegeben.
1.14 Optionale Lieferung von Sourcecode
Die MICROSAR Module sind auf Anfrage auch als Sourcecode erhältlich. Der Sourcecode ermöglicht Pre-compile-Optimierungen
und vereinfacht das Testen.
1.15 Lizenz und Wartung
Vector bietet Ihnen eine flexible Lizenzierung - individuell nach Ihren Anforderungen. Im Rahmen eines Pflegevertrags
erhalten Sie Software-Updates und bleiben damit auf dem aktuellen Stand der Entwicklung.
1.16 Zusätzliche Dienstleistungen
>
Beratung beim System-Design
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7
>
Erweiterung der MICROSAR BSW-Module nach Kundenwunsch
>
Entwicklung kundenspezifischer Softwarekomponenten (SWC)
>
Unterstützung bei der Anpassung bestehender Funktions-Software
>
Komplette Softwareintegration in Ihr Steuergerät – auch mit Software von Drittherstellern
>
Migration bestehender Software in ein AUTOSAR-basiertes Konzept
>
Hotline, spezielle Workshops und Schulungen zum Thema Embedded Software und AUTOSAR
1.17 Die komplette AUTOSAR-Lösung von Vector
Die AUTOSAR-Lösung von Vector besteht aus den DaVinci Werkzeugen, der MICROSAR-Basissoftware und der MICROSAR RTE. Die
Eigenschaften der BSW-Module aus den MICROSAR Paketen sowie den detaillierten Funktionsumfang der einzelnen DaVinci
Tools finden Sie in den jeweiligen Produktinformationen.
1.18 Kontakt und Verfügbarkeit
Die MICROSAR BSW-Module sind für eine Vielzahl der gängigen Mikrocontroller und in OEM-spezifischen Ausprägungen
verfügbar. Weitere Informationen finden Sie unter www.microsar.de/availability/ oder auf Anfrage:
>
Email: [email protected]
>
Telefon: +49 711 80670-400
1.19 Schulungen
Im Rahmen unseres Schulungsangebotes bieten wir Ihnen für MICROSAR verschiedene Schulungen und Workshops in unseren
Seminarräumen sowie inhouse bei Ihnen an.
Mehr Informationen zu den einzelnen Schulungen und die Termine finden im Internet unter www.vector-academy.de
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2
MICROSAR OS – Das Echtzeitbetriebssystem von Vector für den AUTOSAR-Standard
Bei MICROSAR OS handelt es sich um ein präemptives Echtzeit-Multitasking-Betriebssystem mit optimierten Eigenschaften für
die Verwendung auf Mikrocontrollern. Die langjährigen Erfahrungen von Vector bei der Entwicklung von Betriebssystemen und
Treibern für Mikrocontroller sind in diesem kleinen, robusten Betriebssystemkern gebündelt.
Bild 4: MICROSAR OS Modul nach AUTOSAR 4.x
2.1
Die Vorteile von MICROSAR OS im Überblick
>
Klein, schnell und Ressourcen-sparend
>
Kurze Boot-Zeiten
>
MICROSAR OS ist für AUTOSAR 4.x und 3.x erhältlich
>
Optional: Als Multi-Core Betriebssystem verfügbar
>
Optional: Sicherer Kontextwechsel nach ISO26262 / ASIL-D
>
Qualitätsprozess nach SPICE Level 3
>
Grafisches Konfigurationswerkzeug zum einfachen Konfigurieren des Betriebssystems
>
TimingAnalyzer für die Schedulability-Analyse
>
Verfügbar für viele 8-, 16-, 32- und 64-Bit-Mikrocontroller
2.2
Eigenschaften
MICROSAR-OS basiert auf der AUTOSAR OS-Spezifikation, einer Erweiterung des praxiserprobten Betriebssystemstandards
OSEK/VDX-OS. Dieser Standard wurde um Funktionen für Zeitüberwachung und Speicherschutz erweitert.
Die Implementierung von MICROSAR OS durch Vector erfolgt in voller Konformität mit der AUTOSAR OS-Spezifikation und unterstützt alle Skalierbarkeitsklassen:
>
SC1: Echtzeitbetriebssystem, implementiert nach dem OSEK/VDX-OS Standard und erweitert um Schedule Tables
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9
>
SC2: Echtzeitbetriebssystem mit Zeitsynchronisation und Überwachung des zeitlichen Verhaltens einzelner Tasks und
Interrupt Service Routinen
>
SC3: Echtzeitbetriebssystem mit Speicherschutzmechanismen auf Mikrocontrollern mit entsprechender HardwareUnter-stützung
>
SC4: Kombination der Skalierbarkeitsklassen SC2 und SC3
2.3
Optionale Erweiterungen
2.3.1
Synchronisation mit der globalen Systemzeit
Schedule Tables können mit der globalen Systemzeit synchronisiert werden, die z. B. über den FlexRay-Bus übertragen wird.
Dadurch erreichen Sie die synchronisierte und gleichzeitige Ausführung von Aufgaben in einem verteilten System.
2.3.2
Speicherschutz (SC3, SC4)
Der Speicherschutz stellt sicher, dass Anwendungskomponenten sich nicht gegenseitig die Daten zerstören. Dadurch wird die
Integration von Anwendungen einfacher und zuverlässiger.
2.3.3
Timing Protection (SC2, SC4)
Durch die Timing Protection wird sichergestellt, dass die während der Entwurfsphase getroffenen Annahmen hinsichtlich der
Ausführungszeit eingehalten werden. Ein defekter Anwendungsteil kann somit die Laufzeit der anderen laufenden Prozesse
nicht beeinträchtigen.
2.3.4
Laufzeit Messungen (SC2, SC4)
Mit den Funktionen der Skalierbarkeitsklassen 2 und 4 können Sie die Ausführungszeiten und die Interrupt Sperrzeiten von
Anwendungen messen. Diese Messdaten können später als praxis-basierte Werte beim Entwurf und bei der Integration
künftiger Anwendungen verwendet werden.
2.3.5
High Resolution Timer
Zeitauflösungen von weniger als 1ms ohne Erhöhung der Interrupt-Last bietet der High Resolution Timer Mechanismus.
Abhängig vom Controller sind damit Auflösungen bis in den Mikrosekundenbereich möglich.
2.3.6
High Resolution Synchronisation für Schedule Tables
In einigen Anwendungen ist es notwendig, die Schedule Tables mit sehr hoher Präzision mit internen oder externen
Signalquellen zu synchronisieren und auszulösen. Die Option „High Resolution Synchronisation“ erlaubt Auflösungen im
Mikrosekundenbereich ohne die Interrupt-Last zu erhöhen.
2.4
Betriebssystem für Anwendungen nach ISO26262
Für sicherheitsrelevante Anwendungen nach ISO 26262 erhalten Sie von Vector die nach ASIL D entwickelte BetriebssystemVariante MICROSAR OS SafeContext. Sie basiert auf den AUTOSAR-Skalierbarkeitsklassen SC3 bzw. SC4 und ist zuständig für den
Speicherschutz und einen sicheren Kontextwechsel. Um „Freedom from Interference“ in Hinsicht auf Speicherschutz zu
erreichen, benötigen Sie einen geeigneten Prozessor, z.B. mit Memory Protection Unit (MPU).
Mit MICROSAR OS SafeContext können Sie
Standardkomponenten auf derselben CPU verwenden.
sicherheitsrelevante
Anwendungskomponenten
zusammen
mit
Lieferumfang für MICROSAR OS SafeContext:
>
Betriebssystem-Kern als Sourcecode
>
Grafisches Konfigurationstool für Windows 7 / Windows XP
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10
>
Kommandozeilen-basierter Generator
>
>
Beschreibungsdateien für DaVinci Configurator Pro
>
Dokumentation
>
TimingAnalyzer
>
Read-back Tool
>
Safety Manual
Mehr Details über die Vector Lösung für Safety entnehmen Sie bitte dem Kapitel über MICROSAR Safe.
2.5
Multi-Core Betriebssystem
MICROSAR OS Multi-Core ist eine Weiterentwicklung des bewährten Echtzeitbetriebssystems MICROSAR OS von Vector. Sie
setzen es überall dort ein, wo ein Mehrkern-System nach AUTOSAR-Spezifikation entwickelt werden soll. MICROSAR OS MultiCore basiert auf der AUTOSAR-Spezifikation 4.x, kann aber auch in AUTOSAR 3.x Projekten eingesetzt werden.
2.5.1
Funktionen des Multi-Core Betriebssystems
Das Multi-Core Betriebssystem ermöglicht den parallelen und unabhängigen Betrieb mehrerer Prozessorkerne mit jeweils einer
eigenen Instanz des AUTOSAR Betriebssystems. Dabei entsprechen Konfiguration und Systemdienste denen des Single-Core
Betriebssystems. Es sind auch die gleichen Erweiterungen, SC2 bis SC4 sowie High Resolution Timing, erhältlich. Zusätzlich
bietet die Multi-Core-Variante Mechanismen zum Koordinieren und Synchronisieren von Tasks, die auf unterschiedlichen
Kernen ablaufen.
2.5.1.1 Synchronisierter Start-up
Das Betriebssystem stellt sicher, dass alle Kerne hochgefahren und initialisiert sind, bevor die jeweilige Anwendung gestartet
wird.
2.5.1.2 Inter-Core Koordination
Prozesse auf unterschiedlichen Kernen werden über Task-Aktivierungen, das Setzen von Events, das Starten und Anhalten von
Alarmen oder ScheduleTables synchronisiert.
2.5.1.3 Shared Resource Access
Soll von unterschiedlichen Kernen auf gemeinsam genutzte Ressourcen zugegriffen werden, so stellt das Betriebssystem mit
Spinlocks einen Koordinationsmechanismus bereit.
2.5.1.4 Inter-Core Kommunikation
Für den konsistenten Datenaustausch zwischen zwei Kernen stellt das Betriebssystem mit dem Inter-OS-ApplicationCommunicator (IOC) eine effiziente Schnittstelle zur Verfügung.
2.6
2.6.1
Entwicklungshilfsmittel
Grafisches Konfigurations- und Generierungstool
Die Konfiguration des Betriebssystems erfolgt leicht und komfortabel über das mitgelieferte DaVinci-Werkzeug. Es enthält
außerdem eine Konsistenzprüfung und den Aufruf des Generators. Der Generator ist als Kommandozeilen Tool ausgeführt, um
die Integration in eine automatisierte Entwicklungsumgebung zu ermöglichen.
2.6.2
Designhilfe TimingAnalyzer
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11
Der TimingAnalyzer berechnet den Task-Ausführungsplan und kontrolliert die Einhaltung von Laufzeitrestriktionen. Die Analyse
erfolgt für jede Task und jeden Interrupt mit den folgenden Informationen: Priorität, Periode, Ausführungszeit und Endtermin.
Die grafische Oberfläche bietet eine klare und kompakte Visualisierung des Systemverhaltens.
2.7
Lieferumfang
Der Lieferumfang von MICROSAR OS umfasst:
>
Betriebssystem-Kern als Sourcecode
>
Grafisches Konfigurationstool für Windows XP / Windows 7
>
Kommandozeilen-basierter Generator
>
>
Beschreibungsdateien für DaVinci Configurator Pro
>
Dokumentation
>
TimingAnalyzer
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3
MICROSAR COM – AUTOSAR Basis-Software-Module für die Kommunikation
Die Basis-Software-Module (BSW) aus MICROSAR COM enthalten die AUTOSAR-Dienste für die Steuergerätekommunikation. Sie
unterstützen beliebig viele Kommunikationskanäle. Diese Dienste sind busunabhängig und werden in jedem KommunikationsStack benötigt. Entsprechend der AUTOSAR-Architektur übernehmen sie die Kontrolle und vollständige Einbindung der
busspezifischen Kommunikationsmodule aus MICROSAR CAN, MICROSAR FR, MICROSAR LIN, MICROSAR IP und MICROSAR MOST
in die Steuergerätesoftware.
Bild 5: Die MICROSAR COM Module nach AUTOSAR 4.1
3.1
3.2
Die Vorteile von MICROSAR COM im Überblick
>
Code- und Laufzeit-optimiert durch anwendungsspezifische Konfiguration
>
Sehr effizienter Signalzugriff über Funktionsmakros
>
>
Enthält zahlreiche Erweiterungen, siehe Kapitel 3.3
>
Erweiterter Support für NM-Koordinatoren, siehe Kapitel 3.3
>
Modul NM: Kompatibilität zum OSEK NM ist konfigurierbar
>
Unterstützt gleichzeitigen Betrieb von AUTOSAR NM und OSEK NM in NM-Migrationsprojekten
Anwendungsgebiete
Mit MICROSAR COM entwickelt der Anwender seine Funktionssoftware vollkommen busunabhängig. Alle notwendigen Aufgaben
zur Übertragung von Nachrichten und für die busübergreifenden Netzwerkmanagement-Aktivitäten übernehmen die
konfigurierbaren BSW-Module COM, NM, PDUR und IPDUM aus MICROSAR COM.
Für ein Gateway-Steuergerät benötigen Sie keine zusätzliche Software. Die BSW-Module COM und PDUR aus MICROSAR COM
ermöglichen das Routing von Signalen sowie von TP- oder Applikations-Botschaften.
3.3
Funktionen
Die BSW-Module aus MICROSAR COM enthalten die in AUTOSAR 4.x definierten Funktionen:
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13
>
Die Dienste aus dem Modul COM organisieren die Übertragung der Nachrichten entsprechend ihrer Sendeart (zyklisch,
ereignisgetriggert, …). Eine wichtige Aufgabe ist dabei die Umsetzung der busunabhängigen Signale aus der
Funktionssoftware in PDUs.
>
Der PDU Router (PDUR) stellt den Modulen COM, DCM und den Complex Drivers eine Schnittstelle zu den
Kommunikationsmodulen (Interface, Transport Protokoll und Netzwerk Management) der einzelnen Bussysteme zur
Verfügung. Die Schnitt-stelle dient zur Datenübertragung und zum Empfang mittels PDUs. Der PDUR realisiert auch
ein Gateway zwischen den Kommunikationsmodulen der unterschiedlichen Bus-Systeme.
>
Das Network Management Interface (NM) bündelt die busübergreifenden Netzwerkmanagement-Aktivitäten aller
Kommunikationskanäle des Steuergeräts. Als NM-Koordinator synchronisiert es das Wecken und Schlafen der
Kommunikationskanäle.
>
Das Modul I-PDU Multiplexer (IPDUM) unterstützt die Mehrfachnutzung von Frames mit verschiedenen Dateninhalten.
Über den AUTOSAR-Standard hinaus beinhaltet MICROSAR COM die folgenden wichtigen Dienste:
>
COM: Ungültigkeitserklärung von TX-Signalen bei RX-Signal Timeout
>
COM: Ausschalten des TX-Confirmation Interrupts
>
COM, PDUR & IPDUM : Pre-Compile Optimierungen wie z.B. das Finden und Entfernern redundanter Daten
>
PDUR: TP-Routing entsprechend AUTOSAR 4.x
>
NM: Synchrones Einschlafen und Wecken von mehreren Netzwerken über unterschiedliche NM-Koordinatoren
>
NM: Backup Koordinator
>
NM: Pre-Compile Optimierungen wie z.B. Funktionsmakros
>
NM: Unterstützung von OSEK NM (konfigurierbar) (für AUTOSAR 3.x)
>
NM: Mischbetrieb von OSEK- und AUTOSAR-NM auf einem Kanal (für AUTOSAR 3.x)
Die folgenden Funktionen sind optional erhältlich:
3.4
>
COM: PDU-Replication (für AUTOSAR 4.x)
>
COM: Für mehrkanalige Systeme ist der COM mit Gateway-Funktion lieferbar.
>
PDUR: TP- und Botschafts-Gateway-Unterstützung
Konfiguration
Für eine komfortable Konfiguration empfehlen wir ein Upgrade des mitgelieferten DaVinci Configurator Base auf den DaVinci
Configurator Pro. Mehr Details finden Sie in der separaten Produktinformation.
Das MICROSAR COM Modul PDUR sowie die Module CANIF, LINIF, FRIF sowie ETHIF (SOAD) lassen sich durch Konfiguration mit
dem DaVinci Configurator Pro einfach an Ihre Complex Driver anbinden.
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Bild 6: Konfiguration der Kommunikationsmodule mit dem DaVinci Configurator Pro
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15
4
MICROSAR CAN – AUTOSAR Basis-Software-Module für die CAN-Kommunikation
Das Paket MICROSAR CAN enthält die in der AUTOSAR-Architektur definierten BSW-Module für die CAN-Kommunikation: CANIF,
CANNM, CANTP, CANSM und optional Module für J1939 und XCP.
Bild 7: Die MICROSAR CAN Module nach AUTOSAR 4.1
4.1
Die Vorteile von MICROSAR CAN im Überblick
>
>
Enthält zahlreiche nützliche Erweiterungen
>
Code- und Laufzeit-optimiert durch bedarfsspezifische Konfiguration
>
Modulübergreifende Konfiguration aller kommunikationsspezifischen Softwaremodule
>
Schnelles Wakeup-Handling während des ECU-Startups
>
CANTP: Kompatibilität zu ISO 15765-2 ist konfigurierbar
>
OSEK NM ist als kompatibel konfigurierbares Modul zu CANNM erhältlich
>
CANNM, CANSM: Abschalten des Kommunikations-Stacks in Abhängigkeit vom Teilnetzstatus
>
4.2
Anwendungsgebiete
Das Einsatzgebiet von MICROSAR CAN ist die Kommunikation in CAN-Netzwerken. Weiterhin eignet es sich z.B. als Basis für das
Kalibrieren mit XCP, für Gateways oder das Re-Programmieren. Sie können MICROSAR CAN auch mit der Option J1939 erweitern,
um den Betrieb eines AUTOSAR-Steuergeräts in einem J1939-Netzwerk zu ermöglichen. Zur Verfügung stehen die Transport
Protokolle BAM und CMDT.
4.3
Funktionen
Die BSW-Module in MICROSAR CAN enthalten die in AUTOSAR 4.x definierten Funktionen.
Über den Standard hinaus beinhaltet MICROSAR CAN die folgenden wichtigen Dienste:
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16
>
CANIF: Double Hash Search Algorithmus zur effizienten Filterung der Empfangsbotschaften
>
CANNM, CANTP: Pre-Compile Optimierungen z.B. für Einkanalsysteme
>
CANSM: Unterstützung des ECU Passive Mode
>
CANTP: Unterstützt Mixed Addressing (11 bit CAN ID); typischerweise für CAN/LIN Gateway Anwendungen
>
CANTP: Optimiertes Routing mit z.B. Burst Transmission zusammen mit dem PDUR aus MICORSAR COM
>
CANTP: Konfigurierbare Kompatibilität zu ISO 15765-2
Folgende Funktionalitäten sind optional erhältlich:
>
J1939: Netzwerkmanager J1939NM, Request Manager J1939RM, Diagnosemodul J1939DCM und in J1939TP die
Transport Protokolle BAM und CMDT für J1939-Netzwerke
>
CAN-Treiber: Erhöhen der Full CAN Objekte durch Kombination von mehreren CAN-Controllern auf einem
physikalischen CAN-Bus (Common CAN)
>
Für CANIF: Unterstützung eines externen CAN-Controllers
4.4
Konfiguration
Für eine komfortable Konfiguration empfehlen wir den DaVinci Configurator Pro. Mehr Details finden Sie in der separaten
Produktinformation.
4.5
Weitere MICROSAR Produkte für einen kompletten CAN-Kommunikations-Stack
Entsprechend der AUTOSAR-Architektur bildet MICROSAR CAN zusammen mit den BSW-Modulen aus den separat erhältlichen
Paketen MICROSAR COM, MICROSAR MCAL und MICROSAR EXT einen kompletten Kommunikations-Stack für CAN. Für die
Anbindung von MICROSAR CAN an die Applikation und an die Hardware benötigen Sie noch folgende BSW-Module:
>
Hardwarespezifischen CAN-Treiber (CAN) aus MICROSAR MCAL
>
Hardwarespezifische Transceiver-Ansteuerung (CANTRCV) aus MICROSAR EXT, auch für den Teilnetzbetrieb.
>
Allgemeine Kommunikationsmodule (COM, NM, PDUR, IPDUM) aus MICROSAR COM
Die Module in MICROSAR MCAL und MICROSAR EXT sind für viele Mikrocontroller und Transceiver erhältlich.
4.6
4.7
Weitere relevante MICROSAR Produkte für CAN
>
DCM und DEM aus MICROSAR DIAG
>
DET, ECUM und COMM aus MICROSAR SYS
>
MICROSAR XCP erlaubt das Messen und Kalibrieren nach ASAM XCP. Das Modul wurde dabei besonders auf die
Verwendung zusammen mit CANoe.XCP und CANoe.AMD sowie CANape optimiert. Für CAN-Steuergeräte enthält
MICROSAR XCP die passende Transportschicht CANXCP.
>
Weitere Informationen zu J1939-Steuergeräte in Nutzfahrzeugen finden Sie im Kapitel "MICROSAR J1939"
Die Vector Toolchain für die Entwicklung von CAN-Steuergeräten
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17
Bild 8: Vector bietet Ihnen ein umfassendes Portfolio für Ihre CAN-Projekte
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18
5
MICROSAR FR – AUTOSAR Basis-Software-Module für die FlexRay-Kommunikation
Vector bietet Ihnen mit MICROSAR FR ein AUTOSAR-konformes Paket für die FlexRay Kommunikation Ihres Steuergeräts. Dieses
enthält die in der AUTOSAR-Architektur definierten BSW-Module FRIF, FRNM, FRSM und wahlweise FRTP oder FRISOTP. Optional
kann MICROSAR FR mit XCP erweitert werden.
Bild 9: Die MICROSAR FR Module nach AUTOSAR 4.x
5.1
Die Vorteile von MICROSAR FR im Überblick
>
>
Aktiviert/deaktiviert Teilnetze und stellt Daten je nach Teilnetzstatus bereit
>
Geringe Codegröße und kurze Laufzeit durch optimierte Verwaltung der Joblisten des FlexRay Interfaces
>
Wahlweise Verwendung der Transportprotokolle FRTP (AUTOSAR) oder FRISOTP (ISO 10681)
>
Unterstützung des ECU passive Mode im FlexRay State Manager
>
Frühzeitiges Erkennen von Synchronisationsverlusten
5.2
Anwendungsgebiete
Das Einsatzgebiet von MICROSAR FR ist die Kommunikation in FlexRay-Netzwerken inklusive Teilnetzbetrieb. Weiterhin eignet
es sich z.B. als Basis für das Kalibrieren mit XCP, für Gateways oder das Flashen.
5.3
Funktionen
Die BSW-Module in MICROSAR FR enthalten die in AUTOSAR 4.x definierten Funktionen, wobei FRISOTP eine Ergänzung zu
AUTOSAR 3.x ist. Über den Standard hinaus beinhaltet MICROSAR FR die folgenden wichtigen Dienste:
>
FRDRV: Optimiertes Wakeup During Operation (WUDOP)
>
FRDRV & FRIF: Unterstützung der folgenden APIs: CancelTransmit und LPdu-Rekonfiguration
>
FRIF: Dual Channel Redundancy für die redundante Übertragung von Frames sowie PDU-spezifische Voting-Funktion
für die SWCs
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19
>
FRDRV, FRIF, FRNM, FRTP: Pre-Compile Optimierungen z.B. für Einkanalsysteme
>
FRSM: Unterstützung des ECU Passive Mode, Sofortiges Startup nach passivem Wakeup, Erweiterte Fehlerbehandlung
über State Change Notification, konfigurierbare zeitlich Verzögerung des FlexRay-Startups bei passivem Wakeup sowie
konfigurierbare Anzahl an Wakeup-Patterns
5.4
Betriebssystem
Die FlexRay Basis-Software-Module können ganz ohne Betriebssystem verwendet werden. Sinnvollerweise wird ein AUTOSAR OS
oder ein konventionelles OSEK-OS (z.B. Vector osCAN) verwendet. Ideal geeignet für FlexRay-Anwendungen ist das MICROSAR
OS von Vector.
5.5
Konfiguration
5.6
Weitere MICROSAR Produkte für einen kompletten FlexRay-Kommunikations-Stack
Entsprechend der AUTOSAR-Architektur bildet MICROSAR FR zusammen mit den BSW-Modulen aus den separat erhältlichen
Paketen MICROSAR COM, MICROSAR MCAL, MICROSAR SYS und MICROSAR EXT einen kompletten Kommunikations-Stack für FlexRay. Für die Anbindung von MICROSAR FR an die Applikation und an die Hardware benötigen Sie noch folgende BSW-Module:
>
Hardwarespezifischen FlexRay-Treiber (FRDRV) aus MICROSAR MCAL
>
Hardwarespezifische Transceiver-Ansteuerung (FRTRCV) aus MICROSAR EXT
>
Allgemeine Kommunikationsmodule (COM, NM, PDUR, IPDUM) aus MICROSAR COM
Die Module in MICROSAR MCAL und MICROSAR EXT sind für viele Mikrocontroller bzw. Transceiver erhältlich.
5.7
5.8
Weitere MICROSAR Produkte für FlexRay
>
>
>
MICROSAR XCP erlaubt das Messen und Kalibrieren nach ASAM XCP. MICROSAR XCP wurde dabei besonders auf die
Verwendung zusammen mit CANoe.XCP und CANoe.AMD sowie CANape optimiert. Für FlexRay-Steuergeräte enthält
MICROSAR XCP die passende Transportschicht FRXCP.
Die Vector Toolchain für die Entwicklung von FlexRay-Steuergeräten
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20
Bild 10: Vector bietet Ihnen ein umfassendes Portfolio für Ihre FlexRay-Projekte
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21
6 MICROSAR LIN – AUTOSAR Basis-Software-Module für die LIN-Kommunikation
MICROSAR LIN enthält die in der AUTOSAR-Architektur definierten BSW-Module für die LIN-Kommunikation: LINIF, LINSM und
LINNM. LINTP ist gemäß AUTOSAR Bestandteil von LINIF. Weil nicht jeder LIN-Kommunikations-Stack ein Transport-Protokoll
benötigt, ist das LIN Transport-Protokoll optional erhältlich. Ebenso ist XCP für den MICROSAR LIN-Master als ASAMErweiterung verfügbar.
Bild 11: Die MICROSAR LIN Module nach AUTOSAR 4.x
6.1
Die Vorteile von MICROSAR LIN im Überblick
>
>
Enthält zahlreiche nützliche Erweiterungen
>
Minimierter Scheduling Jitter beim mehrkanaligen Master
>
Optimiertes Routing von Diagnose Anfragen an LIN-Slaves
>
Schnelles Starten des LIN-Kanals
>
Zuverlässige Umschaltung der Schedule Tables
>
Basiert auf der langjährigen Erfahrung von Vector mit Serien-Software für LIN
6.2
Anwendungsgebiete
Das Einsatzgebiet von MICROSAR LIN ist die Kommunikation für einen LIN-Master in einem LIN-Netzwerk. Weiterhin eignet es
sich z.B. als Basis für Gateways oder das Re-Programmieren.
6.3
Funktionen
Die BSW-Module aus MICROSAR LIN enthalten die in AUTOSAR 4.x definierten Funktionen.
Über den Standard hinaus enthält MICROSAR LIN die folgenden wichtigen Dienste:
>
LINIF: Konfigurierbares Wakeup Delay
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22
>
LINIF und LINTP: Getrennt konfigurierbares Speicher-Mapping der Konfigurationsdaten von LINIF und LINTP. Dies ist
für Controller mit segmentiertem Speicher besonders interessant. Dazu sind im Lieferumfang von MICROSAR LIN zwei
getrennte Generatoren für LINIF und LINTP enthalten.
>
LINIF/LINSM: Benachrichtigung über Schedule Table End
>
LINSM: Erweiterte Abfrage der LINSM Sub-Modi für die kontrollierte Umschaltung der LIN Schedule Tables
>
LINSM: Optimiertes Startup Verhalten durch automatische Auswahl einer Schedule Table (konfigurierbar;)
>
LINIF: LINTP Implementierung für die segmentierte Übertragung von z.B. UDS Diagnose Kommunikation
>
LINTP (optional): Erweiterung der Gateway-Funktionalität zum exakten Umschalten der Schedule Tables bei DiagnoseAnfragen und -Antworten
6.4
Konfiguration
6.5
Weitere MICROSAR Produkte für einen kompletten LIN-Kommunikations-Stack
Entsprechend der AUTOSAR-Architektur bildet MICROSAR LIN zusammen mit den BSW-Modulen aus den separat erhältlichen
Paketen MICROSAR COM, MICROSAR MCAL und MICROSAR EXT einen kompletten Kommunikations-Stack für LIN. Für die
Anbindung von MICROSAR LIN an die Applikation und an die Hardware benötigen Sie noch folgende BSW-Module:
>
Hardwarespezifischer LIN-Treiber (LINDRV) aus MICROSAR MCAL
>
Hardwarespezifische Transceiver-Ansteuerung (LINTRCV) aus MICROSAR EXT
>
Allgemeine Kommunikationsmodule und Gateway-Funktionen (COM, PDUR) aus MICROSAR COM
6.6
6.7
Weitere relevante MICROSAR Produkte für LIN
>
>
Verwendung zusammen mit CANoe.XCP und CANoe.AMD sowie CANape optimiert. Für LIN-Steuergeräte enthält
MICROSAR XCP die passende Transportschicht LINXCP. Da XCP-on-LIN nicht offiziell definiert ist, handelt es sich bei
dieser XCP-on-LIN-Implementierung um eine Erweiterung des ASAM Standards.
Die Vector Toolchain für die Entwicklung von LIN-Steuergeräten
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Bild 12: Vector bietet Ihnen ein umfassendes Portfolio für Ihre LIN-Projekte
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7
MICROSAR ETH – AUTOSAR Basis-Software-Module für Ethernet-basierte Kommunikation
Mit dem Internet Protokoll und den darüber liegenden Transportprotokollen UDP und TCP stehen sehr verbreitete Standards zur
Verfügung, um Daten mit hoher Geschwindigkeit über Ethernet zu übertragen.
Das Paket MICROSAR ETH (Ethernet) enthält die AUTOSAR BSW-Module sowie einen nach Automotive-Standard entwickelten
TCP/IP-Stack für die Ethernet-basierte Kommunikation von Steuergeräten. AUTOSAR 4.0 spezifiziert erstmalig Ethernet als
Netzwerktechnologie. Mit AUTOSAR 4.1 wurden die Spezifikationen in diesem Bereich erheblich modifiziert und erweitert. Die
BSW-Module von MICROSAR ETH sind nach AUTOSAR 4.1, nach AUTOSAR 4.0 und als Ergänzung zu AUTOSAR 3.x verfügbar.
Bild 13: Die MICROSAR ETH BSW-Module nach AUTOSAR 4.1
7.1
Die Vorteile von MICROSAR ETH im Überblick
>
BSW-Module nach AUTOSAR 4.1, 4.0 und als Ergänzung zu AUTOSAR 3.x erhältlich
>
Nach Automotive-Standard entwickelter und vom Fraunhofer ESK geprüfter TCP/IP-Stack
>
Keine Open Source Software
>
Nahtlose Integration von z.B. Vehicle-to-Grid-Kommunikation (MICROSAR V2G) und Audio/Video Bridging (MICROSAR
AVB) in den AUTOSAR Ethernet- und TCP/IP-Stack
>
Einfache Einbindung kundenspezifischer Funktionen/Module auf allen Ebenen
7.2
Anwendungsgebiete
Mit MICROSAR ETH im Steuergerät (Server) und einem gängigen PC oder Diagnosetester als Client, können Sie
>
das Fahrzeug gemäß ISO 13400-2 (DoIP) diagnostizieren,
>
Steuergeräte schnell und parallel re-programmieren sowie
>
Verwendung in Verbindung mit CANoe.XCP/AMD sowie CANape optimiert. Für ETH-Steuergeräte bietet MICROSAR XCP
die passende TransportschichtETHXCP. Das XCP-Routing erweitert das Gateway um die Möglichkeit, über den EthernetFahrzeugzugang auch CAN- und FlexRay-Steuergeräte mittels XCP zu kalibrieren.
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25
Durch den größeren Datendurchsatz von Ethernet lassen sich die gesamten Software-Download- und Diagnose-Zeiten
erheblich verkürzen. Dazu muss im Fahrzeug ein Gateway vorhanden sein, das die verschiedenen Netzwerke im Fahrzeug mit
dem externen Ethernet verbindet. In Kombination mit weiteren MICROSAR Paketen realisiert MICROSAR ETH die dafür benötigte
Gateway-Funktionalität. Wird MICROSAR ETH im Flash Bootloader (FBL) eingesetzt, kann ein Steuergerät, das mit dem
Ethernet-Netzwerk verbunden ist (z.B. das Gateway selbst), direkt über DoIP re-programmiert werden.
Neben den Anwendungsgebieten Diagnose, Messen und Kalibrieren, bei denen die Ethernet-basierte Kommunikation zwischen
externer Infrastruktur und dem Fahrzeug stattfindet, bietet MICROSAR ETH auch die Möglichkeit, Fahrzeug-interne EthernetNetzwerke effizient zu nutzen. Sie können beispielsweise Daten Service-orientiert übertragen. Hierfür kommen die BSWModule
>
Service Discovery, das mit AUTOSAR 4.1.1 eingeführt wurde und
>
SOME/IP zum Einsatz.
Natürlich können Sie Daten auf Ethernet auch Signal-basiert übertragen.
Teile aus MICROSAR ETH dienen außerdem als Basis für die Vehicle-to-Grid-Kommunikation und das Audio/Video Bridging.
Weitere Details zu diesen Anwendungsgebieten finden Sie in den Kapiteln zu MICROSAR V2G und MICROSAR AVB.
7.3
Funktionen
Die folgenden BSW-Module aus MICROSAR ETH enthalten die in AUTOSAR 4.1 definierten Funktionen. Für den Einsatz in einem
AUTOSAR 4.0 oder AUTOSAR 3.x Software-Stack verfügen sie über entsprechend kompatible Schnittstellen:
7.4
>
ETHIF: Das Ethernet Interface ermöglicht eine busunabhängige Ansteuerung der Ethernet-Treiber (ETHDRV) und
Ethernet-Transceiver-Treiber (ETHTRCV). Seit AUTOSAR 4.1 ist dieses Modul zusätzlich für die VLAN-Behandlung
zuständig.
>
ETHSM: Für das Starten oder Herunterfahren der Kommunikation in Ethernet-Clustern stellt der Ethernet State
Manager dem Communication Manager (COMM) eine abstrakte Schnittstelle zur Verfügung. Der ETHSM greift über das
ETHIF auf die Ethernet-Hardware zu.
>
TCPIP: Dieses Modul enthält alle Protokolle für die UDP- und TCP-basierte Kommunikation. Es unterstützt die
Versionen IPv4 und IPv6 sowie den parallelen Betrieb von IPv4 und IPv6 in einem Steuergerät. Die folgenden
Protokolle sind enthalten:
> IPv4, ICMPv4 und ARP
> IPv6, ICMPv6 und NDP
> UDP, TCP, DHCPv4 (Client) und DHCPv6 (Client)
>
SOAD: Der Socket Adaptor setzt die in AUTOSAR definierte Kommunikation über PDUs in Socket-orientierte
Kommunikation um. In AUTOSAR 4.0 enthält der SOAD darüber hinaus die in ISO 13400-2 definierte
Diagnosefunktionalität (DoIP). In AUTOSAR 4.1 ist dieses Plug-In herausgelöst und als eigenständiges Modul (DOIP)
spezifiziert. Außerdem sind im SOAD Erweiterungen für das XCP-Routing implementiert.
>
DOIP: Seit AUTOSAR 4.1.1 enthält das Diagnostics over IP-Modul die gleichnamige Diagnosefunktionalität nach ISO
13400-2. Bis einschließlich AUTOSAR 4.0.3 ist diese Funktionalität Bestandteil des Socket Adaptors (SOAD).
>
SD: Service Discovery ist erstmals in AUTOSAR 4.1.1 spezifiziert. Über das in diesem Modul implementierte Protokoll
teilt ein Steuergerät seinen Kommunikationspartnern die Verfügbarkeit seiner Dienste mit. Zusätzlich können sich
Steuergeräte registrieren, um automatische Benachrichtigungen zu erhalten, z.B. bei einem Signalupdate.
>
SOME/IP: Scalable Service-Oriented Middleware over IP ist ein Remote Procedure Call (RPC)- und
Serialisierungsprotokoll. Damit werden Methoden auf anderen Steuergeräten aufgerufen, die beispielsweise zuvor
über Service Discovery (SD) im System bekanntgemacht wurden.
>
UDPNM: Mittels Netzwerkmanagement über UDP realisieren Sie das synchrone Einschlafen von EthernetSteuergeräten.
>
.
Konfiguration
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26
Die Ethernet- und TCP/IP-spezifischen Konfigurationsparameter werden für AUTOSAR 3.x als Erweiterung in der „ECU
Configuration Description“ gespeichert. Dies gilt auch innerhalb von AUTOSAR 4.x für die nicht spezifizierten
Konfigurationsparameter.
7.5
Weitere relevante MICROSAR Produkte
Entsprechend der AUTOSAR-Architektur bildet MICROSAR ETH zusammen mit den BSW-Modulen aus den separat erhältlichen
Paketen MICROSAR MCAL und MICROSAR EXT einen kompletten Kommunikations-Stack für Ethernet und TCP/IP. Für die
Anbindung von MICROSAR ETH an die Hardware benötigen Sie noch folgende BSW-Module:
>
HW-spezifischer Ethernet-Treiber (ETHDRV aus MICROSAR MCAL)
>
HW-spezifische Transceiver-Ansteuerung (ETHTRCV aus MICROSAR EXT)
Sollen PDUs an andere Software-Module des AUTOSAR-Stacks weitergeleitet werden, benötigen Sie zusätzlich das PDU-Router
(PDUR) Modul aus dem MICROSAR COM Paket.
Zur Steuerung des Ethernet- und TCP/IP-Stacks können die Module aus dem Paket MICROSAR SYS verwendet werden.
>
COMM: Zentrale Koordinationsstelle zum Starten und Herunterfahren der Kommunikation-Stacks
>
NM: Zentrale Koordinationsstelle für das Netzwerk-Management
>
DET: Erkennung und Auswertung von Fehlern während der Entwicklungszeit
Das DEM-Modul aus dem Paket MICROSAR DIAG können Sie zur Verwaltung der erkannten Systemereignisse (Fehler und
Umgebungsdaten) einsetzen.
MICROSAR XCP erlaubt das Messen und Kalibrieren nach ASAM XCP. Das Modul wurde dabei besonders auf die Verwendung
zusammen mit CANoe.XCP und CANoe.AMD sowie CANape optimiert. Für ETH-Steuergeräte enthält MICROSAR XCP die passende
Transportschicht ETHXCP.
Die Vehicle-to-Grid-Anwendungsfälle sind über die Module des MICROSAR V2G Pakets abgedeckt. Ebenfalls auf MICROSAR ETH
aufbauend, stehen die Module aus MICROSAR AVB für Audio/Video Bridging zur Verfügung.
7.6
Weitere relevante Produkte für Ethernet
Mit der entsprechenden CANoe-Option für Ethernet erweitern Sie Ihre bestehende CANoe Installation komfortabel um die
Möglichkeit, Ethernet-basierte Kommunikation zu analysieren und zu simulieren.
Als Hardware-Interface, insbesondere bei Verwendung von BroadR-Reach® als physikalische Schicht, bietet sich das VN5610
Netzwerk-Interface an. Dieses bietet neben zwei Ethernet-Kanälen (individuell für BroadR-Reach® bzw. 100BASE-TX
konfigurierbar) auch zwei High-Speed CAN Kanäle.
7.7
Die Vector Toolchain für die Entwicklung von Ethernet-Steuergeräten
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27
Bild 14: Vector bietet Ihnen ein umfassendes Portfolio für Ihre Ethernet-Projekte
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28
8
MICROSAR V2G – Basis-Software-Module für die Kommunikation mit externer Infrastruktur
Mit Ethernet und dem darüber liegenden TCP/IP-Stack steht die Basistechnologie zur Verfügung, um mit Fahrzeug-externer
Infrastruktur zu kommunizieren.
Das Paket MICROSAR V2G (Vehicle-to-Grid) enthält BSW-Module für das intelligente Laden von Elektro- und Hybridfahrzeugen
und für die Kommunikation mit der Infrastruktur über Internettechnologien, wie z.B. HTTP. Alle Module aus diesem Paket sind
nicht in AUTOSAR spezifiziert. Allerdings sind sie nahtlos in die Vector AUTOSAR-Lösung integriert. Die Erweiterungen werden
sowohl für AUTOSAR 4.x als auch für AUTOSAR 3.x angeboten. Als Basis für MICROSAR V2G werden Module aus dem MICROSAR
ETH Paket benötigt. Details hierzu finden Sie in Kapitel 8.5.
Bild 15: Die MICROSAR V2G BSW-Module, eingebettet in eine AUTOSAR 4.1 Umgebung
8.1
Die Vorteile von MICROSAR V2G im Überblick
>
Implementierung aller notwendigen Protokolle für Smart-Charge-Communication (SCC)
>
Unterstützung der Kommunikation über Internet-Mechanismen und -Protokolle
>
Nahtlose Integration aller BSW-Module in eine AUTOSAR-Umgebung
>
Einfache Einbindung von kundenspezifischen Funktionen durch generische Schnittstellen
8.2
Anwendungsgebiete
MICROSAR V2G ermöglicht Ihnen im Zusammenspiel mit einer entsprechenden Ladesäule das intelligente Laden von Elektround Hybridfahrzeugen. Unterstützt werden die Standards
>
ISO 15118 und
>
DIN 70121
mit den dazugehörigen Möglichkeiten zum Wechsel- und Gleichstromladen (AC und DC).
Mit den Modulen des Pakets MICROSAR V2G kann Ihr Steuergerät zusätzlich über gängige Internet-Protokolle mit einem Server
kommunizieren.
Bei Bedarf kann die Kommunikation auch verschlüsselt stattfinden.
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29
8.3
Funktionen
Die folgenden BSW-Module sind in MICROSAR V2G enthalten:
>
DNS: Das Modul DNS enthält einen DNS-Resolver. Dieser ist für die Auflösung einer Domain, z.B. vector.com, in eine
gültige IP-Adresse zuständig.
>
TLS: Dieses Modul enthält einen Transport Layer Security Client. Mit TLS wird TCP-basierte Kommunikation
verschlüsselt. Der verwendete Verschlüsselungsalgorithmus ist wählbar.
>
HTTP: Das Hypertext Transfer Protokoll übermittelt beispielsweise Browseranfragen an einen Server. Das Modul
enthält einen HTTP-Client.
>
XML Security: Mit diesem Modul erzeugen und validieren Sie XML-Signaturen auf EXI-kodierten Daten, basierend auf
dem W3C XML Security Standard.
>
EXI: Mit dem Modul EXI werden XML-Dokumente interpretiert und in ein Binär-Format konvertiert. Damit lassen sich
die Dateien effizienter verarbeiten und übertragen um Kommunikationsbandbreite einzusparen.
>
SCC: Dieses Modul ist zuständig für die Smart-Charge-Communication nach ISO 15118 bzw. DIN 70121 und beinhaltet
das dafür verwendete Transportprotokoll V2GTP. Es unterstützt das Gleich- und Wechselstromladen sowie die
dazugehörigen Profile Plug-and-Charge (PnC) und External Identification Means (EIM).
Innerhalb einer AUTOSAR 3.x Umgebung sind zusätzlich folgende Module verfügbar:
>
XML Engine: Das Modul XML Engine enthält einen Parser zum Verarbeiten und einen Generator zum Erstellen von
gültigen XML 1.0-Dokumenten. Es kommt im Vehicle2Grid-Umfeld zum Einsatz
>
JSON: Dieses Modul enthält einen JSON-Parser. JSON ist ein JavaScript-basiertes Datenaustauschformat und kann
anstelle von XML verwendet werden.
8.4
Konfiguration
Die Module des MICROSAR V2G Pakets werden mit dem DaVinci Configurator konfiguriert. Mehr Details finden Sie in der
separaten Produktinformation.
Die spezifischen Konfigurationsparameter werden für AUTOSAR 3.x und AUTOSAR 4.x als Erweiterung in der „ECU Configuration
Description“ gespeichert.
8.5
Weitere relevante MICROSAR Produkte
MICROSAR V2G baut auf dem MICROSAR ETH Paket auf und benötigt den darin enthaltenen Ethernet- und TCP/IP-Stack als Basis
für die Kommunikation. Dies umfasst folgende Module:
>
Ethernet Interface (ETHIF) zur Abstraktion der darunterliegenden Hardware
>
Ethernet State Manager (ETHSM) zum Ein- und Ausschalten der Ethernet-basierten Kommunikation
>
Den TCP/IP-Stack (TCPIP) mit der entsprechenden IP Version (IPv4 und/oder IPv6)
Zusätzlich werden ein Ethernet-Treiber (ETHDRV) aus MICROSAR MCAL und ein Ethernet-Transceiver-Treiber (ETHTRCV) aus
MICROSAR EXT benötigt. Hier sind für den Fall von Smart-Charge-Communication spezielle Treiber und Transceiver-Treiber für
Powerline-Kommunikation (PLC) verfügbar.
Falls die Steuerung der Smart-Charge-Communication über eine AUTOSAR-Softwarekomponente realisiert ist, empfehlen wir
die Verwendung der MICROSAR RTE.
Für die Erkennung und Auswertung von Fehlern während der Entwicklungszeit steht Ihnen das DET Modul aus MICROSAR SYS zur
Verfügung.
Das DEM Modul aus dem Paket MICROSAR DIAG können Sie zur Verwaltung der erkannten Systemereignisse (Fehler und
Umgebungsdaten) einsetzen.
8.6
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30
Mit der entsprechenden CANoe-Option für Ethernet erweitern Sie Ihre bestehende CANoe-Installation komfortabel um die
Möglichkeit, Ethernet-basierte Kommunikation zu analysieren und zu simulieren. Mit dem kostenlosen Smart-ChargeCommunication Add-On können Sie in CANoe zudem den SCC-Datenverkehr analysieren. Damit sind Sie in der Lage, basierend
auf dem DIN Standard, komplexe Fahrzeug- und Ladesäulen-Simulationen aufzubauen.
Für das VT System bietet Vector eine Einschubkarte für Powerline-Kommunikation an.
8.7
Die Vector Toolchain für die Entwicklung von Ethernet/V2G-Steuergeräten
Bild 16: Vector bietet Ihnen ein umfassendes Portfolio für Ihre Ethernet/V2G-Projekte
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31
9
MICROSAR AVB – Basis-Software-Module für die Audio/Video-Kommunikation via Ethernet
MICROSAR AVB (Audio/Video Bridging) über Ethernet ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Übertragung von Audio/Video
Daten. Das Paket MICROSAR AVB enthält verschiedene BSW-Module, die auf dem Ethernet-Interface, z.B. aus MICROSAR ETH,
aufsetzen. Die auf AUTOSAR 4.x basierte Lösung unterstützt AVTP (Audio/Video Transport Protocol), PTP (Precision Time
Protocol) und BMCA (Best Master Clock Algorithm). Damit ergibt sich die Möglichkeit, AVB-Endpunkte sowie einfache BridgeFunktionalität zu implementieren.
Bild 17: Die MICROSAR AVB BSW-Module nach AUTOSAR 4.1
9.1
Die Vorteile von MICROSAR AVB im Überblick
>
Die BSW-Module sind für AUTOSAR optimiert, können aber auch in anderen Umgebungen eingebunden werden
>
Problemlose Integration in den Ethernet-Stack MICROSAR ETH. Dies ermöglicht z.B. die parallele Verwendung von
AVB, DoIP und TCP/IP.
>
Einfaches Einbinden von kundenspezifischen Funktionen und Modulen
>
Unterstützung diverser Ethernet-Controller
>
Unterstützung von VLANs zur Trennung und Priorisierung von Daten, z.B. für Audio, Video und Diagnose
9.2
Anwendungsgebiete
9.2.1
A/V Streaming
Das MICROSAR AVTP ermöglicht den Austausch von Audio/Video Daten, inklusive deren Zeitstempel, zwischen verschiedenen
Endpunkten. Es ist nach folgenden Spezifikationen umgesetzt:
>
IEEE 1722/1722a
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32
9.2.2
Auswahl des genauesten Zeitgebers
Bevor eine systemweit genaue Zeit dargestellt werden kann, muss das Gerät, typischerweise eine Bridge, mit dem genauesten
Zeitgeber ermittelt werden. Der dazu benötigte BMCA ist im entsprechenden MICROSAR Modul umgesetzt. Dabei kommt
folgende Spezifikation zum Einsatz:
>
9.2.3
IEEE 802.1AS
Darstellung einer synchronen Systemzeit
Das Steuergerät mit der genauesten Zeit verteilt diese im Netzwerk. Somit arbeiten alle Endpunkte und Bridges mit der
gleichen, vom BMCA-Master vorgegebenen Zeit. Dadurch ist es möglich, einen A/V-Datenstrom zu übertragen und zeitsynchron
wiederzugeben. Das Protokoll zur Verteilung des Zeitstempels ist im PTP-Modul nach folgender Spezifikation umgesetzt:
>
IEEE 802.1AS
Um eine exakte Zeitmessung zu ermöglichen, ist unter Umständen eine erweiterte Hardware-Unterstützung notwendig, die
typischerweise im „HighEnd-Feature“ des Ethernet-Treibers umgesetzt ist.
9.3
Funktionen
Die folgenden BSW-Module aus MICROSAR AVB enthalten die in den oben genannten IEEE-Spezifikationen definierten
Funktionen. Hinzu kommen alle notwendigen Software-Merkmale, die eine nahtlose Integration in eine AUTOSAR-Umgebung
zulassen.
>
AVTP: - Schnittstelle zum Modul ETHIF für das Empfangen und Versenden von AVTP-Frames
- Unterscheidung zwischen Stream- und Control-Kanal
- Darstellung und Validierung des Zeitstempels
- Erkennung des transportierten Daten-Streams
>
PTP:
>
BMCA: - Unterstützung von:
PortAnnounceReceive, PortAnnounceInformation, PortRoleSelection, PortAnnounceTransmit
9.4
- Initialisierung aller notwendigen Hardware-Schnittstellen
- Ethernet-Frames mit Ethertype 0x88F7 werden aus dem ETHIF dem PTP zugeleitet
- Unterstützung von General und Event Messages
- Unterstützung zur Berechnung der Laufzeitverzögerung:
Pdelay_Req, Pdelay_Resp, Pdelay_Resp_Follow_Up
- Unterstützung des Transports des synchronen Zeitstempels:
Sync, Follow_Up
Konfiguration
Für eine komfortable Konfiguration empfehlen wir die Verwendung des DaVinci Configurator Pro. Mehr Details finden Sie in der
separaten Produktinformation.
Die AVB-spezifischen Konfigurationsparameter werden als Erweiterung in der „ECU Configuration Description“ gespeichert.
9.5
Schnittstellen zu angrenzenden MICROSAR Produkten
Entsprechend der MICROSAR Architektur bildet MICROSAR AVB zusammen mit den BSW-Modulen aus den separat erhältlichen
Paketen MICROSAR MCAL, MICROSAR EXT und MICROSAR ETH einen kompletten Kommunikations-Stack für AVB im Automobil.
Für die Anbindung von MICROSAR AVB an die Hardware benötigen Sie noch folgende BSW-Module:
>
HW-spezifischer Ethernet-Treiber (ETHDRV aus MICROSAR MCAL)
>
HW-spezifische Transceiver-Ansteuerung (ETHTRCV aus MICROSAR EXT)
>
Ethernet Treiber Abstraktions- und Steuerungsschicht (ETHIF, ETHSM aus MICROSAR ETH)
Die Module in MICROSAR MCAL und MICROSAR EXT sind bereits für viele Mikrocontroller bzw. Transceiver erhältlich und werden
bei Bedarf auch für neue Mikrocontroller und Transceiver entwickelt.
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9.6
9.7
Weitere relevante MICROSAR Module für Ethernet
>
TCPIP, SOAD, DOIP, SOME/IP aus MICROSAR ETH
>
>
DET, ECUM, COMM und NM, aus MICROSAR SYS
>
MICROSAR XCP
Mit der entsprechenden CANoe-Option für Automotive Ethernet erweitern Sie Ihre bestehende CANoe-Installation komfortabel
um die Möglichkeit, Ethernet- und AVB-basierte Kommunikation zu analysieren und zu simulieren.
Als Hardware-Interface, insbesondere bei Verwendung von BroadR-Reach® als physikalische Schicht, bietet sich das VN5610
Netzwerk-Interface an. Dieses bietet neben zwei Ethernet-Kanälen (individuell für BroadR-Reach® bzw. 100BASE-TX
konfigurierbar) auch zwei High-Speed CAN Kanäle.
9.8
Die Vector Toolchain für die Entwicklung von Ethernet/AVB-Steuergeräten
Bild 18: Vector bietet Ihnen ein umfassendes Portfolio für Ihre Ethernet/AVB-Projekte
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34
10 MICROSAR MEM – AUTOSAR Basis-Software-Module für das Memory Management
Das Paket MICROSAR MEM enthält alle AUTOSAR-Module für das Memory Management: NVM, MEMIF, EA und FEE. Sie
unterstützen das Verwalten, Prüfen und Wiederherstellen von Daten aus nichtflüchtigen Speichern (Flash oder EEPROM). Die
Basis-Software-Module (BSW) aus MICROSAR MEM sind schnell, zuverlässig und robust.
Bild 19: Die MICROSAR MEM Module nach AUTOSAR 4.x
10.1 Die Vorteile von MICROSAR MEM im Überblick
>
>
Besonders sichere Datentransaktionen
>
Effiziente Datenzugriffe
>
Effiziente und robuste Verwaltung von nichtflüchtigen Speichern
>
Redundante Ablage von Management-Daten steigert die Zuverlässigkeit der Daten-Zugriffe
>
Modulübergreifende Konfiguration des gesamten Memory-Stacks
>
Plattform-optimierte Memory-Stack Lösung aus einer Hand erhältlich
10.2 Anwendungsgebiete
MICROSAR MEM enthält die Dienste zum Lesen, Schreiben und Löschen von persistenten Anwendungsdaten in Flash- und/oder
EEPROM-Speicher. Dadurch hat die Funktionssoftware einen hardwareunabhängigen Zugriff auf den Speicher. Die Applikation
braucht nicht zu wissen, welcher Speicher konkret auf der Plattform vorhanden und ob dieser Speicher intern oder extern mit
dem Controller verbunden ist.
10.3 Funktionen
Die BSW-Module in MICROSAR MEM enthalten die in AUTOSAR 4.x definierten Funktionen. In jedem Memory-Stack sind die BSWModule NVM und MEMIF aus MICROSAR MEM erforderlich. Sie übernehmen – ohne Kenntnisse der Speicherattribute – den
blockorientierten und technologie-unabhängigen Zugriff auf die Speicherbereiche. Je nach Anwendungsfall benötigt Ihr
Memory-Stack zusätzliche BSW-Module:
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35
>
Bei Verwendung eines Flash Speichers: Flash EEPROM Emulation (FEE) aus MICROSAR MEM und einen für Ihre Hardware
geeigneten Flash Treiber (FLSDRV) aus MICROSAR MCAL oder für externe Speicher (DRVEXT) aus MICROSAR EXT. Zur
Verwaltung der Daten braucht das FEE-Modul mindestens zwei physikalische Flash-Sektoren.
>
Bei Verwendung eines EEPROMs: EEPROM Abstraction (EA) aus MICROSAR MEM und einen für Ihre Hardware
geeigneten EEPROM Treiber (EEPDRV) aus MICROSAR MCAL oder für externe Speicher (DRVEXT) aus MICROSAR EXT.
Der Einsatz mehrerer Flash- bzw. EEPROM-Bausteine in einem Steuergerät ist möglich. Dazu werden mehrere FEE- bzw. EAModule in der Steuergerätesoftware verwendet.
Für spezielle Anforderungen erhalten Sie von Vector plattformoptimierte Lösungen, wie z.B. den Einsatz des EA BSW-Moduls
beim DataFlash oder ein hardwareoptimiertes FEE-Modul.
Über den Standard hinaus enthält MICROSAR MEM die folgenden wichtigen Dienste:
>
Fest definierte Maximallaufzeiten aller MICROSAR MEM Funktionen. Dies erlaubt Systemoptimierungen zur Verkürzung
der Zugriffszeiten
>
NVM: Allokierung von RAM zur CRC Speicherung
>
NVM: Dedizierte Schnittstelle zum Diagnose-Modul DCM zum direkten Auslesen und Manipulieren von Datenblöcken
>
NVM und EA: Zusätzliche, konfigurierbare Transaktionssicherheit, wie sie standardmäßig im Modul FEE enthalten ist
>
FEE: Leistungsfähige Verwaltung der Speicherdaten
>
FEE: Gemeinsame Nutzung des FEE Moduls durch Flash Bootloader (FBL) und Anwendung möglich - auch mit
gemeinsamen Speicher-Blöcken. Dabei kann die Aktualisierung der Steuergerätesoftware ohne Anpassung des FBLs
erfolgen.
>
FEE/EA: Redundante Ablage von Management-Daten zur Steigerung der Zuverlässigkeit der Datenzugriffe
>
FEE: Flexible Platzierung der FEE-Sektoren im DataFlash
>
FEE: Services für die Behandlung von Unterspannungs-Situationen
>
FEE: Trennung von z.B. häufig geschriebenen Daten von äußerst wichtigen Daten durch Einführung von Partitionen.
Damit wird bei Fehlersituationen (z.B. Reset während des Schreibens bzw. Löschens von Daten) die Verfügbarkeit der
Daten noch weiter erhöht.
>
NVM: Blocktyp “DATASET_ROM” mit mehreren ROM-Blöcken
>
FEE: Update-Unterstützung zur Anpassung des nicht-flüchtigen Speichers nach Steuergeräte-Umprogrammierung mit
neuer Konfigurationstabelle (Inhalt und Größe)
10.4 Konfiguration
Configurator Pro. Dieser enthält einige arbeitserleichternde Funktionen wie Optimierungshilfen, optische Darstellung der
Flash-Auslastung u.s.w. Mehr Details finden Sie in der separaten Produktinformation.
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36
Bild 20: Konfiguration der MICROSAR MEM Module mit DaVinci Configurator Pro
10.5 Weitere für Ihren Memory-Stack relevante MICROSAR Produkte
Entsprechend der AUTOSAR-Architektur bilden die Memory-Dienste aus MICROSAR MEM zusammen mit weiteren
plattformspezifischen BSW-Modulen aus dem separat erhältlichen Paket MICROSAR MCAL und MICROSAR EXT einen kompletten
Memory-Stack.
>
FLSDRV und/oder EEPDRV aus MICROSAR MCAL
>
DRVEXT aus MICROSAR EXT für externe Speicherbausteine
Darüber hinaus lassen sich MCAL Treiber von Halbleiterherstellern problemlos in den MICROSAR Memory-Stack integrieren.
Abhängig von der gewünschten Sicherheitsstufe können Sie Ihre Speicherdaten mit dem Checksummen-Modul (CRC) aus dem
Paket MICROSAR LIBS absichern. Weitere Informationen erhalten Sie im Kapitel zu MICROSAR SYS.
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37
11 MICROSAR SYS – Systembezogene Basissoftware Module für AUTOSAR
Die Systemdienste aus den MICROSAR SYS Basissoftware Modulen (BSW) decken einen wichtigen Teil der Grundfunktionalität
Ihres AUTOSAR-Steuergeräts ab. Sie werden von der Funktionssoftware (via RTE) und den übrigen BSW-Modulen aufgerufen.
Die Module von MICROSAR SYS bieten alle wichtigen Funktionen für das Zustands-Handling des Steuergerätes.
Bild 21: Die MICROSAR SYS Module nach AUTOSAR 4.x
11.1 Die Vorteile von MICROSAR SYS im Überblick
>
>
Das Modul ECUM ist entweder in der ressourcensparenden Pre-compile- Variante oder als flexible Post-build–Lösung
enthalten. Nähere Informationen hierzu finden Sie im Kapitel "Identity Manager für AUTOSAR"
>
Einfache Konfiguration der initialen BSWM und ECUM durch Assistenten mit DaVinci Configurator Pro
>
-
Anlegen von Initialisierungs- Sequenzen
-
Konfiguration einer ECU state machine (Startup, shutdown,…)
Verwaltung der Kommunikationsmodi
Die Systemdienste enthalten das Power- und Mode-Management, die Kontrolle aller Kommunikationskanäle und Teilnetze, die
Überwachung der einzelnen Softwarekomponenten (SWC) der Funktionssoftware und innerhalb von AUTOSAR 3.X das
Scheduling aller BSW-Module .
11.3 Funktionen
Die BSW-Module in MICROSAR SYS enthalten die in AUTOSAR 4.x definierten Funktionen:
>
BSWM: Der Basic Software Mode Manager verwaltet die Modusänderungswünsche aus den BSW-Modulen sowie den
SWCs und führt sie entsprechend der standardisierten Aktionslisten durch. Beispielsweise ist das Modul BSWM für das
Ein- und Ausschalten von PDU-Gruppen und NM-PDUs für die Diagnose zuständig.
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38
>
COMM: Der „Communication Manager“ kontrolliert den Zustandswechsel der am Steuergerät angeschlossenen
Kommunikationskanäle sowie der im Steuergerät konfigurierten Teilnetze. Er hält das Steuergerät bei Bedarf wach
und kommunikationsfähig. Weiterhin koordiniert er den Zugriff aller SWCs auf die Kommunikationskanäle und
Teilnetze. Optional unterstützt COMM den Bus Type „Internal“.
>
BSWM und COMM: Unterstützung des Teilnetzbetriebs
>
DET: Der Development Error Tracer sammelt Fehler aus dem Entwicklungsprozess aus den SWCs und den BSW-Modulen.
Optional unterstützt DET auch Service Ports.
>
ECUM: Der ECU State Manager ist für Startup, Shutdown und WakeUp zuständig. In AUTOSAR 3.x gibt es weitere fest
definierte Betriebszustände, die der ECUM verwaltet. In AUTOSAR 4.x werden diese Betriebszustände flexibel vom
Anwender im BSWM definiert. Damit lassen sich individuelle Energiesparzustände realisieren oder unterschiedliches
Hochfahrverhalten erzielen.
>
>
SCHM: Der Schedule Manager/BSW Scheduler koordiniert die Ausführung der BSW-Module. Bei der Konfiguration definieren Sie Tasks und Zyklus-Zeiten der BSW-Module. Auch die Einstellung der Exclusive Areas legen Sie zentral für
jedes Modul fest. Für AUTOSAR 3.x ist SCHM Bestandteil von MICROSAR SYS. In AUTOSAR 4.x übernimmt die MICROSAR
RTE die Funktionalität des SCHM.
>
WDGM und WDGIF: Der Watchdog Manager überwacht die korrekte Arbeitsweise der Funktionssoftware mit den
Modulen WDGIF und WDGDRV (MICROSAR MCAL).
Über den AUTOSAR-Standard hinaus beinhaltet MICROSAR SYS die folgenden wichtigen Dienste:
>
COMM: Kompatibel zu OSEK NM (für AUTOSAR 3.x)
>
WDGM, WDGIF: Präzises Überwachen der Einhaltung definierter Zeitfenster für den Watchdog (auch für
hochauflösende Window-Watchdogs)
Folgende BSW-Module sind optional erhältlich:
>
CSM: Der Crypto Service Manager bietet den SWCs und den BSW-Modulen einen einheitlichen Zugriff auf kryptographische Funktionen wie z.B. die Verschlüsselung AES 128 (Advanced Encryption Standard).
>
STBM: Der Synchronized Time-Base Manager ermöglicht eine genaue Synchronisation zwischen verschiedenen Teilen
der ECU Software. Er stellt dazu den BSW-Modulen und den SWCs eine oder mehrere gemeinsame Zeitbasen zur
Verfügung.
>
WDGM: Der Watchdog Manager bietet Program Flow und Deadline Monitoring zur Überwachung der SWCs
11.4 Watchdog für Anwendungen nach ISO 26262
Alle Watchdog-Module sind auch als SEooCs (Safety Element out of Context) für sicherheitsrelevanten Funktionen bis ISO
26262 / ASIL D erhältlich. Sie eignen sich für die Absicherung der Laufzeitüberwachung von Tasks sowie die Ablaufkontrolle der
SWCs. Mehr Details finden Sie im Kapitel über MICROSAR Safe.
11.5 Konfiguration
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39
Bild 22: Konfiguration des COMM Moduls mit DaVinci Configurator Pro.
11.6 Weitere relevante MICROSAR Produkte
>
DIAG: Der Systemdienst für die Diagnose ist in dem Paket MICROSAR DIAG separat erhältlich.
>
OS: Als Betriebssystem steht Ihnen das separat erhältliche MICROSAR OS zur Verfügung.
>
LIBS: Das Paket LIBS enthält die Cyclic Redundancy Check Library (CRC), die Crypto Abstraction Library (CAL) sowie die
E2ELIB und ist für AUTOSAR 4.x als separates Paket erhältlich. (Für AUTOSAR 3.x ist LIBS Bestandteil von MICROSAR
SYS)
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40
12 MICROSAR DIAG – AUTOSAR-kompatible Umsetzung des UDS-Protokolls
MICROSAR DIAG enthält die BSW-Module für die Umsetzung des UDS-Protokolls ISO 14229-1:2006 (bzw. ISO 14229-1:2013)
gemäß AUTOSAR und ist damit die Diagnosesoftware für Ihr Fahrzeugprojekt. MICROSAR DIAG übernimmt eine Reihe von
Aufgaben:
>
OEM-spezifische Umsetzung der Fehlerspeicherung und -verwaltung
>
OEM-spezifische Umsetzung des Diagnose-Protokolls für die Kommunikation zwischen Diagnosetester und Steuergerät
>
Abschalten von bestimmten Funktionalitäten aufgrund von aktiven Fehlereinträgen
Kombiniert mit CANdelaStudio, dem weitverbreiteten Spezifikationswerkzeug für die Erstellung von Diagnosedaten, erhalten
Sie eine komplette Diagnoselösung aus einer Hand.
Bild 23: Die MICROSAR DIAG Module nach AUTOSAR 4.1
12.1 Die Vorteile von MICROSAR CAN im Überblick
>
OEM-unabhängige Lösung für AUTOSAR 4.x und 3.x.
>
Spezifische Lösungen für viele Fahrzeughersteller verfügbar
>
Langjährige Serienerfahrung von Vector im Bereich Diagnose
>
Unterstützt OBDII und WWH-OBD (Euro VI)
>
Varianten-Handling für die Diagnosekonfiguration bereits enthalten
>
Mit dem CANdela- und ODX-Format konfigurierbar
>
Generierung von optimierten Anwendungscode-Templates
Über den AUTOSAR-Standard hinaus hat jeder OEM eigene Anforderungen für die Diagnose. Aus diesem Grund bietet Vector
MICROSAR DIAG mit OEM-spezifischen Erweiterungen an. Es ist für den Serieneinsatz geeignet und steht bereits für viele OEMs
zur Verfügung. Für Steuergeräte ohne spezielle Diagnose-Spezifikation ist ein OEM-unabhängiges Paket von MICROSAR DIAG
erhältlich.
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41
MICORSAR DIAG kann für heutige und zukünftige gesetzliche Anforderungen wie EURO VI eingesetzt werden. Die Unterstützung
von OBDII (ISO 15031/ SAE J1979) sowie WWH-OBD (ISO27145) ist als Option erhältlich.
Falls Ihr Steuergerät Varianten in der Diagnosekonfiguration erfordert, bietet MICROSAR DIAG hierfür eine leistungsstarke
Lösung an. Sie definieren bis zu 31 unterschiedliche Bedatungen und legen diese Ressourcen-optimiert im Steuergerät ab.
Dabei werden Redundanzen in der Steuergerätesoftware vermieden, weil identische Schnittstellen auf gleiche Daten, Services
oder DTCs im generierten Diagnose-Code zusammengefasst werden.
12.3 Funktionen
Die BSW-Module in MICROSAR DIAG enthalten die in AUTOSAR 4.x und 3.x definierten Funktionen der drei BSW-Module DCM,
DEM und FIM:
12.3.1 Funktionen des Diagnostic Event Managers (DEM)
Das DEM-Modul ist der Fehlerspeicher eines Steuergeräts. Es ist in OEM-spezifischen Varianten und als OEM-unabhängige
Variante für AUTOSAR 4.x und 3.x erhältlich. Das DEM-Modul unterstützt standardmäßig die folgenden Funktionen:
>
Verwaltung aller DTC-Status Bits gemäß UDS-Standard
>
Definition individueller Snapshot- und Extended-Records
>
Vordefinierte ExtendedRecords (z.B. OccurenceCounter)
>
Counter- und Time-based Fehler-Entprell-Algorithmen
>
Verdrängung von niederprioren Fehlern bei vollem Speicher
>
Flexibles Verlernen (Aging) von Fehlern
>
Varianten-Handling für die Diagnosekonfiguration
>
Link-Time Konfiguration
>
Compressed Configuration Data, zur Optimierung der Code-Größe
>
Unterstützung von Sammelfehlern
>
OBDII (ISO 15031 / SAE J1979)
>
WWH-OBD (ISO27145)
Die DEM-Grundfunktionalität unterscheidet sich zwischen AUTOSAR 4.x und AUTOSAR 3.x wenig, außer bei den SchnittstellenDefinitionen. Aus diesem Grund bietet Vector eine Migrationslösung an, mit der Sie Ihre AUTOSAR 3.x-kompatiblen SWCs in ein
AUTOSAR 4.x-Projekt übernehmen können.
12.3.2 Funktionen des Diagnostic Communication Managers (DCM)
Der DCM setzt im Steuergerät die UDS- und OBDII-Services um.
Die OEM-unabhängige Variante des DCMs ist sowohl für AUTOSAR 4.x als auch für AUTOSAR 3.x erhältlich. Eine komplette Liste
der dabei unterstützten Services finden Sie in der Tabelle am Ende des DIAG-Kapitels.
Die DCM-Module für spezifische OEMs setzen die Spezifikationen des jeweiligen OEMs um. Deshalb variieren die Listen der
unterstützten Services wie z.B. die zusätzliche Unterstützung von ResponseOnEvent oder LinkControl. Gerne informieren wir
Sie über die Details.
Folgende Funktionen sind optional erhältlich:
>
Unterstützung von OBDII (ISO15031-5)
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42
>
WWH-OBD (ISO27145)
Darüber hinaus enthält der DCM folgende Erweiterungen:
>
Varianten-Handling für Diagnosekonfigurationen
>
Nahtlose Zusammenarbeit mit dem Vector Flash Bootloader
>
Generierung eines Anwendungscode-Templates für die Steuergerätesoftware (AUTOSAR 3.x)
>
J1939DCM: speziell für Nutzfahrzeuge konzipiertes DCM-Modul
12.3.3 Funktionen des Function Inhibition Managers (FIM)
Der MICORSAR FIM enthält standardmäßig den Funktionsumfang von AUTOSAR 4.x und 3.x.
12.4 Konfiguration und Bedatung
Die BSW-Module aus MICROSAR DIAG passen Sie komfortabel durch die Konfiguration mit dem DaVinci Configurator Pro an die
Bedürfnisse Ihrer Anwendung an. Wahlweise erfolgt dies entweder mithilfe einer CANdela-, oder einer ODX-Datei oder über
eine „ECU Configuration Description“.
Für AUTOSAR 3.x erfolgt die Diagnose-spezifische Bedatung des DCM ausschließlich über eine CANdela-Datei. Sie erstellen
diese schnell und einfach oder importieren sie aus den meisten gängigen ODX-Dialekten mit dem bewährten „Diagnose
Autorentool“ CANdelaStudio.
Bild 24: Mit CANdelaStudio bedaten Sie die MICROSAR DIAG Module.
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43
Bild 3: Die Bedatung von MICROSAR DIAG erfolgt mit CANdelaStudio und DaVinci Configurator Pro.
12.5 Lieferumfang
Zusätzlich zum Standard-Lieferumfang erhalten Sie einen Konverter für CANdela Diagnostic Descriptions.
12.6 Dienstleistungen für Diagnoseanwendungen:
>
Kunden-spezifische Erweiterungen von MICORSAR DIAG
>
Erstellung von kunden-spezifischen Diagnose-Applikationen
>
Integration der Diagnose in Ihre Steuergeräte-Software
12.7 Weitere relevante Vector Produkte
Sie kombinieren MICROSAR DIAG mit folgenden MICROSAR Produkten, um die jeweiligen ISO Normen zu erfüllen:
>
MICROSAR CAN (ISO 15765-3 oder ISO 14229-3)
>
MICROSAR FR (ISO 14229-4)
>
MICROSAR IP (ISO 14229-5)
Mit CANdelaStudio bedaten Sie die CANdela- bzw. ODX-Datei zur Konfiguration von MICROSAR DIAG. Weitere Informationen
hierzu finden Sie in der separaten CANdelaStudio Produktinformation.
Für die Diagnose von Nutzfahrzeugen benötigen Sie die J1939-spezifischen Module aus MICROSAR CAN.
12.8 Unterstützte Diagnose-Services
Das Modul DCM aus MICROSAR DIAG unterstützt standardmäßig die folgenden UDS-Diagnose Services:
Diagnostic Service Name
(ISO 14229-1)
Service ID AUTOSAR 4.x: The SWC has to …
(hex)
AUTOSAR 3.x: The SWC has to …
Diagnostic and Communication Management Functional Unit
DiagnosticSessionControl
10
- (handled in DCM internally)
… grant service execution
ECUReset
11
- (handled in DCM/BSWM)
SecurityAccess
27
… calculate seed/key for each security level
… calculate seed/key for each security level
CommunicationControl
28
TesterPresent
3E
-
-
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44
ControlDTCSetting
85
- (handled in DEM module)
Data Transmission Functional Unit
ReadDataByIdentifier
22
… handle data acquisition for each
DataElement
… handle data acquisition for each DataId
ReadMemoryByAddress
23
via callout
via callout
ReadDataByPeriodic
Identifier
2A
-
-
DynamicallyDefineData
Identifier
2C
-
-
WriteDataByIdentifier
2E
…handle data access for each DataElement
…handle data access for each DataId
WriteMemoryByAddress
3D
via callout
via callout
Stored Data Transmission Functional Unit
ReadDTCInformation
19
ClearDiagnosticInformation
14
Input/Output Control Functional Unit
InputOutputControlByIdentifier
2F
… control I/O for each DataElement
… control I/O for each DataId
Remote Activation Of Routine Functional Unit
RoutineControl
31
… start (stop/request result) for each
RoutineId
… start (stop/request result) for each
RoutineId
Das Modul DCM aus MICROSAR DIAG unterstützt optional die folgenden OBD II Diagnose Services:
Diagnostic Service Name
(ISO 15031-5)
Service
ID
(hex)
The SWC has to …
Diagnostic Service Definition for CAN
Request Current Powertrain Diagnostic Data
01
… handle data acquisition for each PID other than the "supported ID"
and DEM ones
Request Powertrain Freeze Frame Data
02
Request Emission-Related Diagnostic Trouble Codes
03
Clear/Reset Emission-Related Diagnostic Information
04
Request On-Board Monitoring Test Results for Specific Monitored Systems
06
… handle data acquisition for each TestId of a MonitorId
Request Emission-Related Diagnostic Trouble Codes Detected During Current
or Last Completed Driving Cycle
07
Request Control of On-Board System, Test or Component
08
… process each TestId
Request Vehicle Information
09
… handle data acquisition for each InfoType ID other than the
"supported ID" and DEM ones
Request Emission-Related Diagnostic Trouble Codes with Permanent Status
0A
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45
13 MICROSAR MCAL – AUTOSAR-Treiber zur Ansteuerung der Mikrocontroller-Peripherie
Das Paket MICROSAR MCAL enthält die Treiber zur Steuerung der Peripherie-Einheiten eines Mikrocontrollers. Diese Treiber sind
kompatibel zu den AUTOSAR-Spezifikationen aus dem „Microcontroller Abstraction Layer“. Jeder MICROSAR MCAL Treiber ist
controllerspezifisch umgesetzt.
Bild 25: Die MICROSAR MCAL Module nach AUTOSAR 4.0
13.1 Die Vorteile von MICROSAR MCAL im Überblick
>
>
Optimale Unterstützung Ihrer Mikrocontroller-Peripherie
>
Vereinfachte Konfiguration durch Berücksichtigung von modulübergreifenden Parameterabhängigkeiten im
Konfigurationswerkzeug.
>
Beschleunigte Entwicklung durch Plausibilitäts- und Vollständigkeitsprüfungen im Konfigurator
>
Ressourcen-schonend durch abschaltbare Funktionalitäten
>
Reduzierte Hardware Anforderungen durch optimale Nutzung der Hardware Puffer
>
Gateway Entwicklungen werden durch effiziente Zusatzfunktionen unterstützt
Mit MICROSAR MCAL erhalten Sie eine fertige Lösung für die Ansteuerung Ihrer Prozessorperipherie. Beim Wechsel auf eine
andere Hardware ist daher keine Anpassung der Funktionssoftware erforderlich. Sie müssen lediglich MICROSAR MCAL
auswechseln, um die passenden Treiber einzubinden.
Die MICROSAR MCAL Treiber arbeiten optimal mit den restlichen MICROSAR Paketen zusammen. Je nach Anforderung Ihrer
Anwendung nutzen Sie weitere Pakete (z.B. MICROSAR CAN, MICROSAR MEM, etc.) und erhalten so beispielsweise einen
kompletten Kommunikations-Stack oder eine Speicherverwaltung.
13.3 Funktionen
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46
Das Paket MICROSAR MCAL enthält die Treiber-Module CAN, ETH, FR, LIN, und IIC sowie in der Version für AUTOSAR 4.x das TestModul RamTst. Die Module entsprechen AUTOSAR 4.x und sind für eine Vielzahl der gängigen Mikrocontroller verfügbar.
Darüber hinaus enthält MICROSAR MCAL die folgenden Erweiterungen:
>
Konfigurierbare Implementierung der Interrupt-Service-Routinen als CAT1, CAT2 oder void-void-Funktion (für
AUTOSAR 3.x)
>
CANDRV: Benachrichtigung (Callback) beim Botschaftsempfang und nach erfolgreichem Versenden einer Botschaft.
Damit ist es möglich, automatisch anwenderspezifischen Code aufzurufen.
>
FRDRV: Unterstützung der Self Diagnostic. Wenn der FlexRay-Controller einen Fehler erkennt, benachrichtigt er die
Anwendung, damit diese den Fehlerstatus abrufen kann..
Folgende Funktionalitäten bzw. Module sind optional erhältlich:
>
CANDRV: Die Option „HighEnd“ bietet erweiterte Filtermöglichkeiten für Multiple Basic CAN Objekte, Empfangsqueue
zur Verkürzung der Interrupt Laufzeit während des Empfangs, Individual Polling von Mailboxen zum Sicherstellen der
Datenkonsistenz sowie Reduzierung der Interrupt Last.
>
FLSTST: Der Flash Test überprüft eigentlich unveränderbare interne und externe Speicherzellen. Dies ist besonders
wichtig für sicherheitsrelevante Anwendungen.
>
IICDRV: Der IICDRV enthält Treiber für die Anbindung von externen Peripherie-Bausteinen über den Inter-Integrated
Circuit-Bus (I2C) (AUTOSAR-Erweiterung).
13.4 Konfiguration
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47
Bild 26: Konfiguration mit DaVinci Configurator : Clock-Settings am Beispiel Frescale MPC560xB (Bolero)
>
Über unser MCAL Support Package bieten wir ihnen eine komfortable Integration von 3rd Party MCALs verschiedener
Halbleiter-Hersteller. Dies ermöglicht Ihnen, mit unserem Konfigurationswerkzeug DaVinci Configurator Pro die
gesamte Steuergerätesoftware nahtlos und schnell mit einem einzigen Werkzeug zu konfigurieren. Genaue
Informationen entnehmen Sie bitte dem Kapitel "MCAL Integration Package".
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48
14 MICROSAR MCAL Integration Package
Bei Nutzung von verschiedenen, teils spezialisierten Werkzeugen von verschiedenen Herstellern werden regelmäßig mehrere
ECUC-Dateien erzeugt. Da sich die Module im AUTOSAR-Stack in ihren Daten untereinander referenzieren, muss der Anwender
sich in der Folge um die Datenkonsistenz kümmern, ein oftmals problematischer Punkt mit einem entsprechenden Risiko. Ein
maßgebliches Ziel des MCAL Integration Package von Vector ist die Konfiguration des Steuergeräts in einem einzigen
Werkzeug, vor allem jedoch auf nur einer Datenbasis, sprich einer ECUC-Datei.
Das MICROSAR MCAL Integration Package umfasst die Integration eines 3rd Party MCALs in die Vector MICROSAR Basissoftware.
Zu dieser Integration gehört sowohl das Koordinieren der Beistellung durch den Kunden bzw. den Halbleiterhersteller, einen
partiellen Test und die Integration in das Vector Konfigurationswerkzeug DaVinci Configurator Pro.
Bild 27: Beispiel für eine Mikrocontroller-spezifische GUI des Editors
14.1 Die Vorteile des MICROSAR MCAL Integration Package im Überblick
>
Sicherstellen der Datenkonsistenz (Beschreibungsdaten des Halbleiter-Herstellers)
>
Abstimmung mit dem MCAL-Lieferanten bezüglich Kompatibilitätsfragen
>
Einbinden der 3rd Party Software in die vorhandene Vector Lieferstruktur
>
MCAL Integration (compile/link) als Bestandteil des Software Integration Package (SIP)
>
Integration der Konfigurationsbeschreibungen (BSWMD-Dateien) incl. Test mit der Vector Basissoftware.
Nach dieser Vorbereitung lässt sich der MCAL in der gleichen Art konfigurieren wie die weitere Basis-Software der
Lieferung. Dieser Schritt erfolgt zum Beispiel mit dem DaVinci Configurator Pro.
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49
14.2 Funktionen
Das MCAL Integration Package ist ein Angebot zum schnellen und problemlosen Start mit dem Basissoftware-Paket von Vector.
Es ist Voraussetzung für die Ausführung von Stack- bzw. Use Case-Tests, wie beispielsweise die Speicherung von Daten ins NV
Memory und ermöglicht Startup- und Shutdown-Tests und die einfache Integration von 3rd Party Modulen in die Vector
Werkzeugkette:
>
Konsistenzprüfung der Konfigurationsdaten bei Einsatz verschiedener Werkzeuge
>
Laufzeittest für die Grundfunktionen
>
Abstimmung mit dem HW-Hersteller (bei Fragestellungen während der Integration des MCAL)
>
Impliziter Aufruf der MCAL Generatoren
>
Bedatung aller Komponenten mit einem (solitären) Werkzeug
>
Vornehmen von ggf. notwendigen Anpassungen in den ECUC-Dateien für 3rd Party Generatoren wie beispielsweise:
>
Namenkonvertierungen
>
Formatkonvertierungen
>
Aufbereiten der ECUC-Dateien für die Verarbeitung mit den MCAL-Generatoren
>
Implementierung von unterstützenden Funktionen bei besonderen Problemstellungen
>
Integration in das Software Integration Package (SIP)
>
Test der Vector Basissoftware mit dem 3rd Party MCAL:
>
Integrationstest
>
Compiletest
>
Linktest
14.3 Konfiguration
Für eine komfortable Konfiguration steht Ihnen mit dem DaVinci Configurator Pro von Vector ein leistungsfähiges Werkzeug zur
Verfügung. Mehr Details finden Sie in der separaten Produktinformation.
14.4 Weitere relevante Produkte
Für den Einsatz des MICROSAR MCAL Integration Package sind keine weiteren Softwaremodule erforderlich. Das MCAL
Integration Package bietet jedoch umso größere Vorteile, je mehr MICROSAR BSW in einer Lieferung enthalten sind.
14.5 Voraussetzungen
Voraussetzung für das erfolgreiche Einbinden eines MCAL in die Konfiguration ist das Vorhandensein von AUTOSAR-konformen
Schnittstellen (Beschreibungsdateien, Sourcecode).
Sofern sich in der Umsetzung zeigt, dass infolge der MCAL-Architektur eine funktionierende Integration nicht gewährleistet
werden kann, werden wir Sie umgehend informieren und eine gemeinsame Lösung anstreben.
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50
15 MICROSAR EXT – AUTOSAR-Treiber zur Ansteuerung von externen Bausteinen
MICROSAR EXT beinhaltet die kommunikationsbezogenen AUTOSAR Transceiver Treiber für CAN (CANTRCV), FlexRay (FRTRCV),
LIN (LINTRCV), Ethernet (ETHTRCV) sowie die Treiber (DRVEXT) für weitere externe Bausteine wie z.B. EEPROM-, Flash-Speicher
und Watchdog. Die in den Treibern enthaltenen Funktionen hat AUTOSAR im „ECU Abstraction Layer“ spezifiziert und
entsprechen AUTOSAR 4.x. Sie sind für den jeweiligen Baustein optimiert und stehen für eine Vielzahl gängiger Bausteine zur
Verfügung.
Bild 28: Die MICROSAR EXT Module nach AUTOSAR 4.x
15.1 Die Vorteile von MICROSAR EXT im Überblick
>
Optimale Ansteuerung Ihrer externen Transceiver- und Speicher-Bausteine
>
>
Unterstützung von Transceivern für den Teilnetzbetrieb
>
Zusätzliche Unterstützung von LIN- und Ethernet-Transceivern
>
Vereinfachte Konfiguration durch Berücksichtigung von Parameterabhängigkeiten mit anderen Modulen
>
Beschleunigte Entwicklung durch Plausibilitäts- und Vollständigkeitsprüfungen im Konfigurator
Mit MICROSAR EXT erhalten sie eine fertige Lösung für die Ansteuerung Ihrer externen Peripheriebausteine. Beim Wechsel eines
externen Bausteins auf eine andere Hardware ist daher keine Anpassung der Funktionssoftware erforderlich. Sie müssen lediglich die betroffenen Treiber aus MICROSAR EXT auswechseln.
Je nach Anforderung Ihrer Anwendung fügen Sie weitere Pakete (z.B. MICROSAR CAN, MICROSAR MEM, etc.) hinzu und erhalten
einen kompletten Kommunikations-Stack oder eine Speicherverwaltung nach AUTOSAR-Spezifikation.
Für den Teilnetzbetrieb in CAN-Netzwerken benötigen Sie spezielle Transceiver. Für viele dieser Transceiver ist bereits ein
passender Treiber (CANTRCV) in MICROSAR EXT erhältlich.
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15.3 Funktionen
Die BSW-Module in MICROSAR EXT enthalten die in AUTOSAR 4.x definierten Funktionen mit den folgenden Erweiterungen:
>
Busfehlererkennung auf FlexRay
>
LIN-Transceiver Treiber (auch für AUTOSAR 3.x)
>
Ethernet–Transceiver-Treiber (auch für AUTOSAR 3.x)
15.4 Konfiguration
Bild 29: Konfiguration von MICROSAR EXT mit DaVinci Configurator Base
Die externen Bausteine werden physikalisch über SPI, DIO oder einen Port angesteuert. Dazu benötigen Sie den
entsprechenden Treiber (SPIDRV, DIODRV oder PORTDRV) aus MICROSAR MCAL.
Vector bietet Ihnen an, die Konfiguration für Ihre eigenen Treiber oder für Treiber von Drittherstellern, wie z.B. HalbleiterHerstellern, in den DaVinci Configurator Pro zu integrieren. Dies ermöglicht Ihnen, die gesamte Steuergeräte-Software nahtlos
und schnell mit einem einzigen Werkzeug zu konfigurieren.
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16 MICROSAR IO – AUTOSAR Input Output Hardware Abstraktion
Hauptaufgabe der Input Output Hardware Abstraction (IOHWAB) ist es, eine Verbindung zwischen SWC und MCAL, bzw. letztlich
zur I/O Hardware durch AUTOSAR-Interfaces herzustellen. Hierdurch erhält die Applikation bzw. SWC den Zugriff durch die RTE
hindurch auf die Basissoftware.
Für das Setzen, Auslesen und Manipulieren von physikalischen I/O-Signalen (digital oder analog) aus Ihrer SteuergerätePeripherie bietet MICROAR IO die vollständige Unterstützung von beliebig skalierbaren Client/Server- und Sender/ReceiverSchnittstellen. Gleichzeitig erlaubt MCROSAR IO die freie Definition von Strukturen und Arrays als Argumente bzw.
Datenelemente. Zusätzlich zu den von AUTOSAR spezifizierten Funktionen können Sie mit MICROSAR IO eigene
Signaldefinitionen anlegen und so eine anwendungsspezifische Signalverarbeitung leicht implementieren.
Bild 30: Das MICROSAR IO Modul nach AUTOSAR 4.x
16.1 Die Vorteile von MICROSAR IO im Überblick
>
Schnelle Implementierung von anwenderspezifischem Code für die Erfassung und Bereitstellung von ECU-Signalen
>
Generierung von Code-Beispielen
>
Bereitstellung von Code Templates mit allen notwendigen Interface Definitionen
>
MICROSAR IO bietet eine komfortable Basis für die Entwicklung Ihrer „IO Hardware Abstraction“. In Kombination mit den
passenden Treibern für die Mikrocontroller-Peripherie aus MICROSAR MCAL erhalten Sie einen kompletten I/O-Stack für die
Steuergerätesoftware. Dieser verbindet die Funktionssoftware mit den physikalischen IO Signalen der Sensoren und Aktoren
und macht so die Anwendungssoftware hardware-unabhängig.
Bei der Konfiguration von MICROSAR IO definieren Sie jedes einzelne Signal. Hierbei können beliebig viele Port Prototypes von
einem Port Interface abgeleitet werden. Die Zuordnung von PortPrototypes zu Runnable Entities ist für Sender/ReceiverInterfaces 1:n möglich. Runnable Entities in der RTE und Schedulable Entities im SchM sind beliebig konfigurierbar. . Für den
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53
Zugriff der Funktionssoftware über die RTE auf die I/O-Signale stellt MICROSAR IO alle notwendigen Client/Server Interfaces
sowie Code-Templates zur Verfügung. Diese ermöglichen dem Anwender das Aufbereiten und Filtern der Signale.
16.3 Konfiguration
Für eine komfortable Konfiguration empfehlen wir den DaVinci Configurator Pro.
DaVinci Configurator Pro überprüft die Plausibilität der Konfigurationsparameter für MICROSAR MCAL und MICROSAR IO.
Empfehlenswert ist die folgende „Bottom up“-Vorgehensweise:
>
CAL-Treiber konfigurieren
>
MICROSAR IO konfigurieren
>
Generierung der zu MICROSAR IO gehörenden SWC-Description
Bild 31: Konfiguration des Moduls IO mit DaVinci Configurator Pro. Base
Erfolgt der Zugriff auf I/O-Signale über einen externen Baustein, so benötigt Ihr I/O-Stack zusätzlich einen entsprechenden
Treiber aus MICROSAR EXT.
Bei der konkreten Entwicklung der „IO Hardware Abstraction Layer“ für Ihr spezielles Steuergerät unterstützt Vector Sie gerne
im Rahmen von Projektarbeit. Dabei profitieren Sie von der detaillierten Kenntnis der AUTOSAR-Spezifikation und -Methodik
sowie der umfangreichen Erfahrungen in der Integration von Steuergerätesoftware.
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54
17 MICROSAR RTE – Die optimierte Ablaufumgebung für Softwarekomponenten nach dem AUTOSARStandard
Die MICROSAR RTE (Run Time Environment) ist die skalierbare und hoch optimierte Laufzeitumgebung von Vector. Die RTE ist
ein von AUTOSAR eingeführtes Modul und verwaltet die Kommunikation zwischen den Softwarekomponenten (SWCs). Sie stellt
dabei die Konsistenz des gesamten Informationsflusses sicher und bildet die Schnittstelle zwischen Funktionssoftware,
Basissoftware (BSW) sowie Complex Drivern (CDD).
Bild 32: Das MICROSAR RTE Modul nach AUTOSAR 4.x
17.1 Die Vorteile von MICROSAR RTE im Überblick
>
Leicht konfigurierbar und skalierbar
>
>
Tiefgehende Konsistenzprüfung der Konfiguration
>
Hoch optimierter Code mit intelligenten Synchronisationsmechanismen
>
Schneller Einstieg in AUTOSAR durch z.B. generiert Code Templates für die Softwarekomponenten (SWCs)
>
Für Migrationsprojekte geeignet
>
Vereinfachter Test der Applikation durch XCP-Zugriff auf Ports, InterRunnable-Variablen und Per-Instance Memory
Wenn die Funktionssoftware eines Steuergeräts über AUTOSAR-konforme SWCs implementiert ist, benötigt der Anwender die
RTE als Laufzeitumgebung. Dieser modulare Aufbau der Steuergerätesoftware bietet dem Anwender maximale Flexibilität: Eine
manuell entwickelte oder durch modellbasierte Werkzeuge entworfene SWCs kann in mehreren Steuergeräte-Projekten verwendet werden. Hierzu ist lediglich für das konkrete Steuergerät das Umkonfigurieren und die neue Generierung der RTE sowie ggf.
der BSW-Module erforderlich. Darüber hinaus ist auch die Mehrfachverwendung einer SWC auf einem Steuergerät möglich.
Beim Generieren der MICROSAR RTE kann der Anwender zwischen zwei Modi wählen:
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55
>
Contract Phase Generierung für die Entwicklung einzelner SWCs in einer frühen Phase. Hierbei erstellt der Generator
anstelle der gesamten RTE nur eine Header-Datei für jede SWC. Damit ist es möglich die SWC einzeln zu kompilieren
um sie z. B. als Objektcode an den Entwicklungspartner weiterzugeben.
>
RTE-Generierung für die gesamte Steuergerätesoftware. Der in diesem Modus generierte Code ist hoch effizient und
benötigt wenig Speicherplatz. Er ist optimiert für die gesamte Steuergerätekonfiguration und benötigt nur eine
geringe Laufzeit und minimale Interrupt-Sperrzeiten. Dies wird z.B. erreicht durch intelligente
Synchronisationsmechanismen, die auf die Eigenschaften der verwendeten Hardware abgestimmt sind.
17.3 Funktionen
MICROSAR RTE ist kompatibel zu AUTOSAR 4.x und 3.x. Im Detail enthält MICROSAR RTE die folgende Funktionalität:
>
Sender/Receiver und Client/Server Kommunikation
>
Mode Management
>
InterRunnable-Variablen sowie Exclusive Areas
>
Zugriff auf Nv Block Software Components über Sender/Receiver-Ports
>
Trigger für Runnables
>
Unterstützung der Online-/Offline-Kalibrierung von SWCs sowie Messen von S/R Ports, InterRunnable-Variablen und
Per-Instance Memory mittels XCP
>
Mehrfach-Instanziierung von SWCs und Per-Instance Memory
>
Schedule Manager/BSW Scheduler (SCHM): Seit AUTOSAR 4.0 übernimmt die RTE die Funktionalität des SCHM-Moduls.
Dieses war vorher in MICROSAR SYS enthalten. Mehr Information über das SCHM-Modul finden Sie im Kapitel
„MICROSAR SYS“.
Über den Standard hinaus beinhaltet MICROSAR RTE für AUTOSAR 3.x die folgenden wichtigen Dienste:
>
Generieren von Code-Templates für die SWCs auf Basis der „SWC Description“. Diese Templates enthalten alle APIs der
RTE.
>
Verwenden von Speicherschutzmechanismen, wie im AUTOSAR-Betriebssystem spezifiziert. Besonders optimiert ist
diese Unterstützung beim Einsatz von MICROSAR OS.
>
Konfiguration von Initialisierungs-Runnables für das AUTOSAR-Konzept der „Mode-abhängigen Runnables“
>
Erzeugen eines HTML Reports mit den Eigenschaften der RTE. Darin sind Informationen wie z.B. der berechnete RTE
Ressourcenbedarf (RAM + Konstanten) enthalten.
>
Generieren einer A2L-Datei zur einfachen Anbindung an bestehende Kalibrier- und Diagnose-Standards.
>
MPU-Unterstützung für den Speicherschutz
>
Multi-Core-Unterstützung
Auf Anfrage erhältlich sind:
>
Externe Client/Server Kommunikation (Inter-ECU)
>
Unterstützung von internen, externen und background Runnable Triggern (für AUTOSAR 4.x)
>
Skalierung von Ports und Signalen (für AUTOSAR 4.x)
>
Range Checks (für AUTOSAR 4.x)
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Bild 33: MICROSAR RTE ermöglicht das Generieren von Code Templates für die SWCs der Funktionssoftware
17.4 Konfiguration
Für die Konfiguration der RTE benötigen Sie entweder den DaVinci Configurator Pro mit der Option .RTE oder den DaVinci
Developer. Mehr Details finden Sie in den separaten Produktinformationen.
17.5 Lieferumfang
Zusätzlich zum Standard-Lieferumfang erhalten Sie auch Beispielprogramme mit Makefiles.
Die RTE setzt ein Betriebssystem wie z.B. MICROSAR OS oder osCAN voraus.
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18 MICROSAR AMD – AUTOSAR-Monitoring und -Debugging via CAN, FlexRay oder Ethernet
MICROSAR AMD enthält viele nützliche Funktionen, die das Entwickeln und Testen von Steuergeräten erheblich vereinfachen.
Kernfunktionen von AMD sind das Reporting von Fehlern und Events aus der Applikation und der MICROSAR BSW sowie das
Bereitstellen der aktuellen CPU-Last und der Software-Laufzeiten.
Bild 34: Die MICROSAR AMD Module nach AUTOSAR 4.1
18.1 Die Vorteile von MICROSAR AMD im Überblick
>
Vereinfachtes Testen von Steuergeräten durch Erfassen von Steuergeräte-internen Daten
>
Einfaches Messen des Start- und Einschlafverhaltens
>
Ermittlung von CPU-Last und Laufzeiten der Applikation und der Basissoftware
>
Reporting von BSW-Fehlerzuständen und Programmfluss-Trace-Nachrichten
>
Verwendung des vom ASAM standardisierten und weit verbreiteten XCP-Protokolls
Das Paket MICROSAR AMD unterstützt Sie effizient beim Testen Ihrer AUTOSAR-Steuergerätesoftware. Die Basis-SoftwareModule aus MICROSAR AMD haben Zugriff zu allen wichtigen internen Variablen, Zuständen und Fehlermeldungen Ihrer
MICROSAR Basissoftware.
Weil sich das aus dem Mess- und Kalibrierumfeld bekannte XCP-Protokoll (Universal Calibration Protocol) hervorragend zum
Übertragen Steuergeräte-interner Größen eignet, hat Vector MICROSAR AMD auf Basis von XCP entwickelt.
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Bild 35: MICROSAR AMD ermöglicht im Zusammenspiel mit CANoe.AMD einen einfachen Zugriff auf Steuergeräte-interne Informationen
18.3 Funktionen
Die Funktionalität der Module DBG (Debugging) und DLT (Diagnostic Log and Trace) ist in AUTOSAR 4.x spezifiziert Zusätzlich
zum AUTOSAR-Standard bietet MICROSAR AMD die Möglichkeit, CPU-Last und beliebige Laufzeiten zu ermitteln.
Zur Anzeige und Analyse werden die mit MICROSAR AMD ausgelesenen Werte an einen XCP-Master übertragen. Als XCP-Master
können Sie auf der PC-Seite z.B. die folgenden Vector Werkzeuge einsetzen:
>
CANape – zusammen mit den MICROSAR Modulen DLT und DBG
>
CANoe.AMD ab Version 8.1 – zusammen mit den MICROSAR Modulen DLT, DBG und RTM.
Mit diesen Werkzeugen und einer Beschreibung der Mess-Objekte in Form einer ASAM A2L-Datei wählen Sie die Steuergeräteinternen Daten aus und analysieren deren Abläufe. Speziell für AMD wurde CANape um das „Digital Fenster“ mit der „Status“Signaldarstellung und CANoe mit dem speziellen „State Tracker“ Fenster erweitert. Damit stellen Sie diskrete Zustände und
binäre Signale in einem Fenster übersichtlich dar.
Bild 36: Auswerten von Statusänderungen mit dem State Tracker Fenster in CANoe.AMD
18.3.1 Erfassen von internen Variablen aus den AUTOSAR BSW-Modulen
Mit dem BSW-Modul DBG aus MICROSAR AMD überprüfen Sie bei Steuergerätetests, welche externen und internen Einflüsse
einen Zustandswechsel der BSW-Module verursacht haben. Die dazu benötigten internen Variablen der MICROSAR BSW-Module
sendet das DBG-Modul mittels XCP an den Master.
18.3.2 Erfassen von internen Variablen aus der MICROSAR RTE
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Beim Einsatz einer MICROSAR RTE als Laufzeitumgebung in Ihrer Steuergerätesoftware kann der Datenfluss zwischen SWCs mit
XCP überwacht werden. Nach der Aktivierung der Option „Measurement Support“ bei der RTE-Konfiguration werden die
folgenden RTE-interne Objekte erfasst:
>
Inter-Runnable Variablen
>
Sender/Receiver Ports
>
Mode Ports
>
Per-Instance Memory
Damit überwachen Sie die Intra- und Inter-ECU Kommunikation sowie messen oder stimulieren nicht verbundenen Sender/Receiver Ports.
18.3.3 Erfassen von Zuständen und Fehlermeldungen der Applikation
Das BSW-Modul DLT erfasst und überträgt mittels XCP während der Laufzeit alle auftretenden Fehlermeldungen und
Warnungen, die von der BSW an das Modul DET gemeldet werden. Zusätzlich ist das DLT-Modul in der Lage, Benachrichtigungen
an den Fehlerspeicher (DEM) aktiv an den XCP-Master weiterzuleiten.
Um den Programmfluss und Zustand der Anwendung zu überwachen, bietet das DLT-Modul das Reporting von beliebigen Trace
Botschaften als Freitext an. Dazu wird ein „WriteLine“-ähnliches API bereitgestellt, das zur Laufzeit einen beliebigen Text
übermitteln kann. Alternativ können auch vordefinierte Textblöcke laufzeitoptimiert übertragen werden.
18.3.4 Ermitteln von CPU-Last und Laufzeit
Mit MICROSAR AMD und CANoe.AMD erfassen Sie die Laufzeit frei wählbarer Code-Abschnitte aus der Anwendungssoftware oder
den BSW-Modulen. Die Ergebnisse der Messungen werden in HTML- und CSV-Reports angezeigt, die mit dem CANoe Test Feature
Set erzeugt werden.
18.3.5 Erzeugen der A2L-Datei für den XCP-Master
Sie erzeugen die A2L-Beschreibungsdatei für den XCP-Master mit den DaVinci Werkzeugen auf Basis der Konfigurationsdaten
aus der Steuergerätekonfigurationsdatei (ECUC). Falls symbolische Namen für Werte der messbaren Objekte existieren, sind
diese für die spätere Visualisierung ebenfalls hinterlegt. Es ist auch möglich, weitere Applikations-spezifische A2L-Fragmente
in die Master A2L Datei mit aufzunehmen. Vor der Messung aktualisieren Sie mit dem ASAP2 Updater die A2L-Datei mit den
tatsächlichen Adressen der Variablen. Der ASAP2 Updater ist im Lieferumfang von CANape und CANoe.AMD enthalten.
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Bild 37: Erzeugen einer A2L-Datei für den XCP-Master
18.4 Konfiguration
18.5 Lieferumfang
MICROSAR AMD besteht aus folgenden Komponenten
>
Softwaremodule als Source-Code
>
A2L-Generator (für Windows XP/Windows 7)
>
BSW Module Description-Dateien
>
Dokumentation
18.6 Weitere relevante Produkte
Voraussetzung für den Einsatz von MICROSAR AMD ist entweder
>
der gleichzeitige Einsatz von MICROSAR XCP für CAN, FlexRay oder Ethernet oder
>
das VX1000 Systems von Vector. Dieses empfiehlt sich für höchsten Datendurchsatz bei minimaler Laufzeit-Beeinflussung. Details dazu erhalten Sie auf der Produkt-Webseite www.vector.com/vx.
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61
19 MICROSAR Safe – Sicherheit nach ISO 26262 bis ASIL D für Steuergeräte-Software
Die Sicherheitsnorm ISO 26262 definiert nach welchen Kriterien das Entwickeln von sicherheitsrelevanten Steuergeräten im
Automobilbereich erfolgen soll. Mit MICROSAR Safe erhalten Sie von Vector eine Lösung, um sicherheitsrelevante
Funktionalität bis zur höchsten Sicherheitsebene (ASIL-D) in AUTOSAR umzusetzen.
Bild 38: Die MICROSAR Safe Module im Kontext der kompletten MICROSAR Basissoftware
19.1 Die Vorteile von MICROSAR Safe im Überblick
>
Zertifizierte Lösung für alle Automotive Safety Integrity Level (ASIL A bis ASIL D)
>
Sicherheitsmechanismen für den rückwirkungsfreien Ablauf von Software (Freedom from Interference)
>
Ausführung von ASIL- und QM-Softwareteilen auf einem einzelnen Mikrocontroller (Mixed-ASIL)
>
Reduzieren von Qualifizierungskosten
>
Laufzeitoptimierte Umsetzung der Kontextverwaltung
>
Überwachung von Kontrollfluss und Deadlines
>
Absicherung der externen Kommunikation
Die Module aus MICROSAR Safe sind SEooCs (Safety Element out of Context), die nach ISO 26262 / ASIL D entwickelt sind. Sie
helfen Ihnen beim Integrieren von sicherheitsrelevanten Funktionen in Ihr Steuergerät.
MICROSAR Safe ermöglicht den rückwirkungsfreien Ablauf von sicheren Softwareteilen mit unterschiedlichem ASIL und nichtsicheren Softwareteilen (QM-Software) auf dem gleichen Steuergerät (Mixed-ASIL-Systeme). MICROSAR Safe ist das Ergebnis
der Zusammenarbeit mit TTTech, unserem Partner mit langjähriger Erfahrung im Umfeld der funktionalen Sicherheit. Damit
entwickeln Sie AUTOSAR-basierte Anwendungen für Steuergeräte bis ASIL D nach ISO 26262.
19.3 Funktionen
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62
Die Pakete SafeWatchdog, SafeContext und SafeCom aus MICROSAR Safe entsprechen der AUTOSAR-Spezifikation und sind
kompatibel zu den restlichen MICROSAR Modulen. Sie enthalten die folgenden Funktionen:
19.3.1 SafeWatchdog - Ablaufkontrolle sicherheitsrelevanter Softwarekomponenten
Das Modul WDGM aus SafeWatchdog überwacht das korrekte Ausführen von sicherheitsrelevanten Funktionen. Hierzu gehört
das Überwachen der Ausführungsreihenfolge mithilfe des „Program Flow Monitorings“, das in AUTOSAR 4.x speziell für
sicherheitsrelevante Anwendungen definiert ist.
Das Paket SafeWatchdog realisiert die Anbindung eines internen oder externen Hardware Watchdogs mithilfe der Module
WDGIF, WDGDRV bzw. WDGEXT.
19.3.2 SafeContext - Speicherschutz und sicherer Kontextwechsel
Den Speicherschutz für Steuergeräte mit sicherheitsrelevanten Anwendungen sichert die Option SafeContext des MICROSAR
Betriebssystems. Dabei schottet MICROSAR OS (SC3/SC4) auf geeigneten Mikroprozessoren (z.B. mit einer MPU, der Memory
Protection Unit) die verschiedenen Software-Partitionen voneinander ab. Dies verhindert, dass SWCs unerlaubt in den Speicher
anderer SWCs schreiben und so Daten verfälschen. Zusätzlich wird sichergestellt, dass bei einem Task-Wechsel oder Interrupt
der Kontext korrekt umgeschaltet wird.
SafeContext enthält weitere Funktionen zur Unterstützung der Partitionierung durch die MPU, z.B. gesicherter Zugriff auf
privilegierte Register, MPU-Testfunktionen und gesicherter Datenaustausch über Partitionsgrenzen hinweg.
19.3.3 SafeCom - Sichere Intra- und Inter-ECU-Kommunikation
Daten, die zwischen sicherheitsrelevanten Anwendungen ausgetauscht werden, müssen auf korrekte Übertragung geprüft
werden. Eine Checksumme sichert dazu den Dateninhalt ab. Die korrekte Reihenfolge der Daten wird durch einen
Botschaftszähler überwacht. Schlägt eine dieser Prüfungen fehl, wird die Anwendung informiert und kann darauf entsprechend
reagieren. Dadurch werden Fehler wie Maskerade, Ausfall, Vertauschung, etc. erkannt.
Der in SafeCom enthaltene Protection Wrapper bietet Ihnen eine AUTOSAR-konforme und signalbasierte Schnittstelle. Diese
ermöglicht das komfortable Anwenden der E2E-Absicherung in der Applikation oberhalb der RTE.
19.3.4 Absicherung der Hardware
Die Module von MICROSAR Safe setzen eine sichere Hardware voraus. Wenn diese Forderung durch die HW nicht erfüllt wird,
können Sie dies auch durch geeignete Software-Prüffunktionen erreichen. Dazu müssen Sie die spezifischen Sicherheitsziele
betrachten.
SafeContext enthält in Bezug auf die MPU bereits zusätzliche Funktionen. Weitere Funktionen zur Absicherung von RAM, Flash,
MPU, IO, … sind von Vector und TTTech als Projektarbeit verfügbar.
19.3.5 RTE für sicherheitsrelevante Funktionen
Die MICROSAR RTE unterstützt über die Betriebssystemoption SafeContext die Partitionierung von Speicherbereichen. Dies
ermöglicht eine „Decomposition“ im Sinne von ISO 26262. Für die Qualifizierung der RTE erhalten Sie von Vector weitere
Funktionen und Anleitungen.
19.4 Konfiguration
Für die Konfiguration der BSW-Module aus MICROSAR Safe empfehlen wir das Werkzeug DaVinci Configurator Pro.
19.5 Lieferumfang
Zusätzlich zum Standard-Lieferumfang enthält die Lieferung von MICROSAR Safe die Safety Cases sowie Safety Manuals für die
einzelnen Safety Elements out of Context (SEooC).
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63
19.6 Umsetzung
Die Realisierung der sicherheitsrelevanten Funktionen erfolgt durch die Safety Elements out of Context aus MICROSAR Safe.
Diese erkennen und behandeln mögliche Fehler in den nichtsicheren Softwareschichten. Die SEooCs entsprechen der AUTOSARSpezifikation und sind entsprechend der ISO 26262 / ASIL D entwickelt.
MICROSAR Safe beinhaltet die folgenden SEooCs:
SafeCom:
>
E2ELIB: End to End-Library
>
Protection Wrapper: End to End Protection Wrapper
SafeContext:
>
Speicherschutz und sicherer Kontextwechsel (Option für MICROSAR OS)
SafeWatchdog
>
WDGM: Watchdog Manager
>
WDGIF: Watchdog Interface
>
WDGDRV: Treiber für interne Watchdog-Bausteine
>
WDGEXT: Treiber für externe Watchdog-Bausteine
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64
20 MICROSAR Security – Zugriffs-Sicherheit für AUTOSAR-Steuergeräte
Mit dem zunehmenden Aufkommen sicherheitsrelevanter und privater Information im Automobil wird auch der Schutz vor
gezielten Manipulationen und vor Datendiebstahl immer wichtiger. Security-Mechanismen werden eingesetzt, um die
Integrität, Authentizität und Vertraulichkeit von Information zu schützen. Vector bietet Ihnen in diesem Bereich die in
AUTOSAR 4.x spezifizierten Komponenten an.
Bild 39: Security Module nach AUTOSAR 4: Crypto Abstraction Library (CAL) und Crypto Service Manager (CSM). Über den CSM kann eine Hardware entsprechend
der Standard Secure Hardware Extension (SHE) genutzt werden.
20.1 Die Vorteile von MICROSAR Security im Überblick
>
Standardkonforme Implementierung von Security-Funktionen aus einer Hand
>
Etablierte kryptographische Algorithmen
>
Schutz gegen unautorisierte Modifikation kritischer Daten
>
Authentifikation von Kommunikationsendpunkten
>
Schutz gegen unautorisiertes Lesen von Daten
20.2 Funktionen
Die Security-Funktionalität ist in zwei Module aufgeteilt. In der Crypto Abstraction Library (CAL) steht eine AUTOSAR-Library
bereit, während in dem System-Service-Layer der Crypto Service Manager (CSM) verwendet werden kann. Beide Module bieten
nahezu die gleichen Dienste an, haben aber verschiedene technische Eigenschaften und werden unterschiedlich verwendet.
Gemeinsam ist den beiden Modulen CAL und CSM, dass beide als Wrapper-Module ausgelegt sind und somit nur abstrakte
Schnittstellen anbieten. Eine solche Schnittstelle bietet damit einen logischen Dienst an, z.B. symmetrische Verschlüsselung.
Der tatsächliche Algorithmus, der angewendet werden soll (z.B. AES-128) wird durch die ECU-Konfiguration festgelegt. Die
Implementierung dieses Algorithmus befindet sich dabei in den Hilfsmodulen, Cryptographic Primitive Library (CPL) oder in
einem Cryptographic Library Module (CRY).
Sowohl CAL als auch CSM bieten:
>
Zugriff auf die kryptographischen Dienste. Die Unterschiede werden im Folgenden detailliert dargestellt.
>
bis zu 32 verschiedene Dienstkonfigurationen können für jeden kryptographischen Dienst angelegt werden. Dadurch
wird festgelegt, durch welchen Algorithmus der Dienst erbracht werden soll.
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65
>
die synchrone Ausführung des Diensts
>
die Möglichkeit, große Datenströme inkrementell zu bearbeiten („Streaming“).
Die Crypto Abstraction Library (CAL):
>
ist als AUTOSAR-Bibliothek zustandslos. D.h., dass der Kontext einer Berechnung vom Aufrufer verwaltet wird. Der
Dienst wird im Task des Aufrufers abgearbeitet. Beliebig viele Aufrufer können parallel Anfragen stellen.
>
Alle Dienste sind in Software realisiert.
Der Crypto Service Manager (CSM):
>
gehört dem Services-Layer an.
>
bietet Zugriff auf kryptografische Dienste durch den RTE-Port-Mechanismus an. Alternativ können auch BSW-Module
oder CDDs direkt auf die Dienste zugreifen.
>
kann für synchrone oder asynchrone Ausführung konfiguriert werden.
>
Die Dienste können in einem CRY-Modul direkt in Software umgesetzt oder an einen Treiber weitergereicht werden,
mit dem die Security-Hardware gesteuert wird.
Um Ihnen den auf Ihren Anwendungsfall passenden Funktionsumfang anzubieten, sind zusätzlich zum notwendigen Dienst
"BASIC" die folgenden drei Pakete erhältlich:
>
Symmetrical Authentication
>
Symmetrical Encryption
>
Asymmetrical.
Derzeit noch nicht als Paket definierte Dienste bieten wir Ihnen auf Nachfrage gerne an.
Dienst
API <service>-name
Strom
CSM
CAL
Algorithmen
Hash-Funktionen
Hash
Ja
Ja
Ja
MD5, RIPEMD-160,
SHA-1, SHA-256
Checksumme
Checksum
Ja
Ja
Ja
CRC-16, CRC-32
RandomGenerate
Nein
Ja
Ja
FIPS-186
RandomSeed
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Ja
Zufallszahlen
Message
Authentication
Code
Blockchiffre
Stromchiffre
Schlüsselerzeugung
Schlüsselverwaltung
Asymmetrische
Verschlüsselung
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MacGenerate
MacVerify
SymBlockEncrypt
SymBlockDecrypt
SymEncrypt
SymDecrypt
Ja
Ja
Ja
KeyDerive
Ja
Ja
Ja
SymKeyGenerate
Nein
Ja
Nein
KeyDeriveSymKey
Nein
Ja
Nein
SymKeyUpdate
Ja
Ja
Nein
SymKeyExtract
Ja
Ja
Ja
SymKeyWrapSym
Ja
Ja
Ja
AsymPrivateKeyWrapSym
Ja
Ja
Ja
AsymEncrypt
Ja
Ja
Ja
AsymDecrypt
Ja
Ja
Ja
Paket
Basic
Auf Nachfrage
HMAC-RIPEMD-160,
HMAC-SHA-1,
HMAC-SHA-256
Symmetrical
Authentication
AES, DES,
Triple DES, RC2
AES, DES,
Triple DES, RC2
Symmetrical
Encryption
PKCS #5 V2.0
X9.63
Auf Nachfrage
RSA (512, 1024, 1536, 2048
bit)
Asymmetrical
66
Signature
Schlüsselaustausch
Wrapping
symmetric Key
using public Key
Key Update
Key Extraction
Wrapping
asymmetric
private Key using
public Key
Kompression
SignatureGenerate
Ja
Ja
Ja
SignatureVerify
Ja
Ja
Ja
KeyExchanageCalcPubVal
Nein
Ja
Ja
KeyExchangeCalcSecret
Ja
Ja
Ja
KeyExchangeCalcSymKey
Ja
Ja
Nein
SymKeyWrapAsym
Ja
Ja
Ja
AsymPrivateKeyUpdate
Ja
Ja
Nein
AsymPublicKeyUpdate
Ja
Ja
Nein
AsymPublicKeyExtract
Ja
Ja
Ja
AsymPrivateKeyExtract
Ja
Ja
Ja
AsymPrivateKeyWrapAsym
Ja
Ja
Ja
Compress
Ja
Ja
Ja
Decompress
Ja
Ja
Ja
RSA (512, 1024, 1536, 2048)
ECC (160, 192, 224, 256)
EDHC
Auf Nachfrage
20.3 Konfiguration
Für die einfache Konfiguration der Module aus MICROSAR Security empfehlen wir Ihnen das Konfigurationswerkzeug DaVinci
Configurator Pro.
20.4 Umsetzung
>
Je nach Bedarf wird die Crypto Abstraction Library oder der Crypto Service Manager angeboten
>
Die benötigten Security-Algorithmen stehen sowohl in CPL wie auch in CRY als Software-Implementierung zur
Verfügung
>
Interne oder externe Security-Hardware, z.B. nach HIS-SHE, kann auf Anfrage unterstützt werden
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67
21 Identity Manager für AUTOSAR – Lösung für Mehrfachsteuergeräte
In den Automobilen nimmt die Anzahl der Steuergeräte zu, die in unterschiedlichen Varianten verbaut werden können - sogenannte Mehrfachsteuergeräte. Ihr Vorteil ist das Verwenden einer einzigen Hardware für die unterschiedlichen
Einsatzbereiche. Das reduziert Hardwarekosten und den Aufwand bei der Lagerverwaltung. Im Gegenzug entsteht ein
Mehraufwand bei der Softwareentwicklung und der Verwaltung der Softwarevarianten in der Fertigung und im Service.
Aufgrund jahrelanger Zusammenarbeit mit Fahrzeugherstellern und Zulieferern kennt Vector die typischen Anwendungsfälle
für Steuergerätevarianten und stellt praxisorientierte Lösungen für AUTOSAR-Mehrfachsteuergeräte zur Verfügung.
Bild 40: Einsatz eines Steuergerätes mit unterschiedlichen Funktionen unter Verwendung des Identity Managers
21.1 Die Vorteile im Überblick
>
Effizienter Umgang mit Steuergerätevarianten
>
Weniger Administrationsaufwand
>
Verringerung der Lagerkosten
>
Ressourcenoptimierte Umsetzung der BSW-Konfiguration
21.2.1 Identity Manager ECU
Der Identity Manager ECU erlaubt es, Steuergeräte mit nahezu identischen Aufgaben in einem Fahrzeug als ein Bauteil mit nur
einer Teilenummer zu realisieren. Türsteuergeräte sind ein typisches Beispiel dafür. Die einzelnen Steuergeräte unterscheiden
sich lediglich in ihren Empfangs- und Sende-PDUs bzw. der Diagnose und der Adresse im Netzwerk. Entwickelt und gefertigt
wird in diesem Fall ein einziges Steuergerät.
Über die sogenannte Identität (siehe oben) weiß jedes Steuergerät beim Hochfahren, welches es ist bzw. wo es verbaut ist und
damit auch, welche Funktion es erfüllen muss. Die Puffer der Empfangs- und Sende-PDUs können komplett überlagert werden,
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68
wenn deren Layout identisch ist. Die Anwendung greift unabhängig von der Identität auf die Signale und Datenelemente zu.
Eine Unterscheidung im Code ist nicht notwendig.
21.2.2 Identity Manager Config
Der Identity Manager Config erlaubt es, funktional ähnlich Steuergeräte in mehreren Baureihen einzusetzen und dabei je
Baureihe eine eventuell vollständig unterschiedliche Kommunikationsbeschreibung zu unterstützen. Ein typischer
Anwendungsfall sind sogenannte Übernahmesteuergeräte. Diese Steuergeräte beinhalten somit die Software aller Baureihen,
für die sie eingesetzt werden. Dabei können sich die bei der Konfiguration der AUTOSAR-Steuergerätesoftware zugrunde
liegenden ECU Extracts bei den unterschiedlichen Varianten sehr deutlich unterscheiden, ein komplett anderes Signallayout
aufweisen oder eine unterschiedliche Anzahl an Bussen unterstützen. Auch hier wird die Identität des Steuergerätes beim Start
bestimmt.
Für beide Lösungen gilt, dass PDUs überlagert werden können, wenn nur einige Signale in den PDUs identisch sind. Die RTE
realisiert dies über den sogenannten Fan-in bzw. Fan-out-Mechanismus.
21.3 Vertrauter Konfigurationsprozess
Der Konfigurationsprozess eines Steuergeräteprojektes das mehrere Varianten unterstützt, ist weitestgehend identisch zu
einem klassischen Projekt ohne Varianten. Allerdings wird für jede Variante ein eigener Satz an Systembeschreibungen (Extract
of System Description oder Legacy-Formate wie DBC) vorgegeben.
21.4 Variantenauswahl
Sofern ein Steuergerät mehrere Konfigurationsvarianten unterstützt, wird die zu verwendende Variante bei der SteuergeräteInitialisierung ausgewählt. Die Quelle der Varianteninformation ist frei definierbar und wird durch die Anwendung realisiert.
Dies kann zum Beispiel eine Steckercodierung oder eine Speichercodierung in Flash sein.
21.5 Diagnose-Varianten
Zur Beschreibung der Diagnose eines Steuergeräts kann für jede Variante eine Diagnose-Beschreibungsdatei (CDD oder ODX)
definiert werden. In mehreren Varianten identische Diagnosedienste werden überlagert und sind daher für die Anwendung nur
einfach verfügbar.
21.6 Ressourcen sparen
Ein Steuergerät, das mehrere Varianten beinhaltet, reduziert die Anzahl der physikalischen Steuergeräte, welche entwickelt,
hergestellt und gelagert werden müssen. Natürlich muss das verwendete Steuergerät bzgl. der Speicherverfügbarkeit groß
genug sein, um beiden Anwendungen Platz zu bieten.
Bei der Code-Generierung der MICROSAR BSW wird durch eine Reihe von Optimierungsmöglichkeiten auf eine möglichst
effiziente Speicherverwendung im RAM und ROM besonderen Wert gelegt.
21.7 Lieferumfang
Zum Lieferumfang des Identity Manager gehören:
>
Lizenz für die Freischaltung im Konfigurations-Werkzeug
>
BSW-Module mit Identity Manager Funktionalität
>
Dokumentation
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69
22 Post-Build Loadable für AUTOSAR – Nachträgliche Modifikation von BSW-Merkmalen
Bei der traditionellen Aufgabenverteilung der Steuergeräteentwicklung definiert der Fahrzeughersteller die Kommunikationsund Diagnose-Schnittstellen. Der Zulieferer implementiert und baut das Steuergerät entsprechend diesen Vorgaben. Sollen
nach Lieferung des Steuergerätes Parameter geändert werden, muss der Zulieferer eine neue Version des Steuergerätes zu
entwickeln. Diese Entwicklungskette kostet bei kleinen Änderungen unnötig Zeit und Geld. Besonders die Entwicklung von
Steuergeräten mit einer relativ volatilen BSW-Konfiguration kann durch die zusätzliche Flexibilität von Post-Build Loadable
profitieren.
Die MICROSAR Post-Build Loadable-Lösung erlaubt es, BSW-Parameter zu ändern ohne dass dafür das Steuergerät neu
übersetzt oder gebaut werden muss. Für die Anpassung der BSW-Parameter zum Post-Build-Zeitpunkt sind keine
Entwicklungsumgebung und kein Compiler (-Lizenzen) notwendig. Anpassungen an der BSW können somit auch direkt und
unkompliziert durch den Fahrzeughersteller vorgenommen werden.
22.1 Die Vorteile im Überblick
>
Anpassung vieler BSW-Parameter direkt durch den Fahrzeughersteller
>
Flexible und spontane Anpassung der BSW im Rahmen von Entwicklung und Erprobung
>
Post-Build Updates ohne die Verwendung von Compiler (-Lizenzen)
>
Die zentrale Ressourcen-Verwaltung erlaubt es, die BSW-Konfiguration flexibel um weitere Elemente (z.B.
Botschaften) zu erweitern
>
Spezielle Erweiterungen in DaVinci Configurator Pro sorgen für eine reibungslose Post-Build-Konfiguration
>
Höchstmaß an Sicherheit durch Konsistenten- Prüfungen in der MICROSAR BSW und DaVinci Configurator Pro
>
Keine Änderung der Anwendungs-Architektur notwendig: Verwendung vielfach erprobter MICROSAR BSW nach
AUTOSAR
Post-Build Loadable erlaubt das Ändern bestimmter BSW-Eigenschaften aus den Bereichen Diagnose und Kommunikation
nachdem das Steuergerät gebaut wurde. Neben der Änderung von Parametern wie zum Beispiel der CAN ID, Sendeart oder
Default- Werten können auch neue Objekte nachträglich in das Steuergerät eingeführt werden. So lassen sich zum Beispiel
Gateway Routing Tabellen um neue Botschaften oder Signale erweitern. Eine Anpassung der Anwendungsschicht ist für diese
Art der Änderungen nicht notwendig.
22.3 Vertrauter Konfigurationsprozess
Der Konfigurationsprozess zum Post-Build-Zeitpunkt findet mit dem Standard-Konfigurationswerkzeug DaVinci Configurator
Pro statt. Es steht somit ein mächtiges Werkzeuge für die reibungslose Synchronisation mit einer Vielzahl von Datenbanken
(DBC, SystemDescription, ODX, CDD…) zur Verfügung.
Über die MICROSAR Post-Build Loadable-Werkzeugkette wird in einem einfachen Schritt eine HEX Datei der aktualisierten BSWKonfiguration erzeugt, die mit Standard-Flash-Werkzeugen in das Steuergerät geladen werden kann.
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Bild 41: Post-Build Loadable Workflow
22.4 Diagnose-Varianten
Zur Beschreibung der Diagnose eines Steuergeräts kann für jede Variante eine Diagnose-Beschreibungsdatei (CDD oder ODX)
definiert werden. In mehreren Varianten identische Diagnosedienste werden überlagert und sind daher für die Anwendung nur
einfach verfügbar.
22.5 Lieferumfang
Zum Post-Build Loadable Lieferumfang Manager gehören:
>
Lizenz für die Freischaltung im Konfigurations-Werkzeug
>
Werkzeuge zur Erstellung eines Build Loadable Updates
>
Dokumentation
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23 MICROSAR J1939 – AUTOSAR Basis-Software-Module speziell für Nutzfahrzeuge
In diesem Kapitel stellen wir Ihnen die in der AUTOSAR-Architektur definierten BSW-Module für die Kommunikation in J1939Netzen vor: Den Netzwerkmanager J1939NM, den Request Manager J1939RM und das Transportprotokoll J1939TP, sowie das
Diagnosemodul J1939DCM. Diese Module sind Teil von MICROSAR CAN und MICROSAR DIAG.
Bild 42: Die MICROSAR J1939 Module nach AUTOSAR 4.1
23.1 Die Vorteile der J1939-spezifischen MICROSAR Module im Überblick
>
Für AUTOSAR 4.1 und 3.x erhältlich.
>
J1939NM: Adressarbitrierung und Kommunikations-Kontrolle nach SAE J1939-81. Unterstützt die voll-dynamische
Adressierung und Adressüberwachung für selbstkonfigurierende Steuergeräte.
>
J1939NM kann gemeinsam mit CANNM eingesetzt werden, um Adressarbitrierung und Sleep/Wakeup zu kombinieren.
>
J1939RM: Direkte Anbindung an die Module J1939NM, J1939DCM, COM und RTE sowie CDDs. Voller Zugriff auf Request
und Acknowledgement (SAE J1939-21) und Timeout-Überwachung.
>
J1939TP:
>
Vollständige Implementierung des J1939-Transportprotokolls nach SAE J1939-81 mit den Varianten BAM und
CMDT (RTS/CTS), erweitert um die Unterstützung für das erweiterte Transportprotokoll nach ISO 11783-3 (ETP)
und das FastPacket Transportprotokoll gemäß NMEA2000.
>
Automatische Auswahl des richtigen Transportprotokolls (direkt, BAM, CMDT, ETP) anhand der Botschaftsgröße
und der Zieladresse, Empfang von Botschaften über beliebige Transportprotokolle.
>
J1939TP (BAM und CMDT) auch für AUTOSAR 3.x.
>
J1939DCM: Diagnosemodul für die Nutzfahrzeug-Diagnose gemäß SAE J1939-73. Voll integrierte Lösung mit
gemeinsamer Nutzung der gespeicherten Diagnosedaten des DEM über J1939- und UDS-Diagnose.
>
Routing von PGNs unabhängig von Quell- und Zieladressen, auch direkt aufeinander folgender Botschaften
>
Zugriff auf Botschafts-Adressen in CDDs
>
Code- und Laufzeit-optimiert durch bedarfsspezifische Konfiguration.
>
Modulübergreifende Konfiguration aller kommunikationsspezifischen Softwaremodule.
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Das Einsatzgebiet der J1939-Module ist die Abwicklung der Kommunikation in Nutzfahrzeugen über CAN-Netzwerke mit den im
SAE J1939-Standard definierten Besonderheiten. Diese sind in den J1939-spezifischen BSW-Modulen umgesetzt und werden
durch Erweiterungen in benachbarten Modulen unterstützt. Darüber hinaus kann MICROSAR CAN auch zur Implementierung
von ISOBUS-Steuergeräten (gemäß ISO 11783) in landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen und Gerätschaften verwendet werden.
Hierfür wurden J1939NM und CANIF um Funktionalitäten zur volldynamischen Adressarbitrierung und –verfolgung erweitert
und im J1939TP zusätzlich die Transportprotokolle ETP und FastPacket implementiert.
23.3 Funktionen
Die BSW-Module für J1939 enthalten die in AUTOSAR 4.1 definierten Funktionen, insbesondere:
>
J1939NM: Adress-Arbitrierung gemäß SAE J1939-81 für J1939-Netzwerke mit unveränderlichen Adressen
>
J1939RM: Unterstützung des Anfrage/Antwortprotokolls (Request, Acknowledgement) gemäß SAE J1939-21
>
J1939TP: J1939-Transport-Layer mit Unterstützung für Broadcast- (BAM) und gerichtete Kommunikation (CMDT bzw.
RTS/CTS) gemäß SAE J1939-21
>
J1939DCM: Unterstützung der wichtigsten Diagnose-Botschaften aus SAE J1939-73, Parallel-Betrieb mit DCM
Folgende Funktionalitäten gehen über den AUTOSAR-Standard hinaus und sind optional erhältlich:
>
J1939NM/CANIF: Erweiterung um voll-dynamische Adressierung, mit automatischer Änderung der eigenen Adresse im
Konfliktfall und automatischer Anpassung aller verwendeten Adressen an aktuelle Änderungen
>
J1939TP: Erweiterung um die Transport-Protokolle ETP (nach ISO11783-3 bzw -7) und FastPacket (nach NMEA200)
23.4 Konfiguration
Für eine komfortable Konfiguration empfehlen wir den DaVinci Configurator Pro. Mehr Details finden Sie in der separaten
Produktinformation.
23.5 Weitere relevante MICROSAR Produkte für J1939
>
DEM aus MICROSAR DIAG
>
DET, BSWM, ECUM und COMM aus MICROSAR SYS
>
Verwendung zusammen mit CANoe.XCP und CANoe.AMD sowie CANape optimiert. Für CAN-Steuergeräte enthält
MICROSAR XCP die passende Transportschicht CANXCP.
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24 AUTOSAR Evaluierungs-Paket – Das Komplettpaket für die Evaluierung von AUTOSARBasissoftware und -Werkzeugen
Das AUTOSAR Evaluierungs-Paket ist die umfassende Zusammenstellung von OEM-unabhängiger AUTOSAR-Basissoftware
(MICROSAR) sowie den Werkzeugen DaVinci Developer und DaVinci Configurator Pro. Dieses Paket ermöglicht die Entwicklung
Ihrer ersten Steuergerätesoftware mit AUTOSAR-konformer Softwarearchitektur. Sie erhalten damit einen tiefen Einblick in die
AUTOSAR-Welt – vom Entwurfs- und Konfigurationsprozess bis zur konkreten Basissoftware. OEM-spezifische BSW-Module z.B.
für Diagnose erhalten Sie in unserem MICROSAR Prototypen SIP (siehe Ende dieses Kapitels).
24.1 Die Vorteile des AUTOSAR Evaluierungs-Pakets im Überblick
>
Werkzeuge und Basissoftware in Serienqualität nach AUTOSAR 4.x oder 3.x, zum Evaluieren der Vector Lösung für
AUTOSAR
>
Ermöglicht die realistische Beurteilung von Laufzeit- und Speicherbedarf Ihres Steuergeräte-Projektes
>
Verfügbar für eine Vielzahl von Mikrocontrollern
>
Schnelle Einarbeitung in AUTOSAR durch ausführliches Beispielprojekt
>
Unterstützung sowohl der AUTOSAR-konformen als auch der konventionellen Beschreibungsdateien
Das AUTOSAR Evaluierungs-Paket unterstützt sowohl die Fahrzeughersteller bei der Evaluierung der AUTOSAR-Prozesse
und -Methoden als auch die Zulieferer bei der Erstellung einer ersten AUTOSAR-konformen Steuergerätesoftware. Da die
Werkzeuge und die Basis-Software dem Serienstand entsprechen, können Sie zuverlässig die Vector-Lösung für AUTOSAR
beurteilen bezüglich
>
Effizienz der Basissoftware
>
Einbindung der Werkzeuge in Ihre Entwicklungsumgebung
>
Einsatzmöglichkeiten der AUTOSAR-Konzepte in Ihrem Anwendungsgebiet
Auch Dienstleistern, die sich auf die Applikationsebene konzentrieren, bietet das AUTOSAR Evaluierungs-Paket die optimale
Basis für erste Entwicklungen von AUTOSAR-konformen Softwarekomponenten (SWCs).
24.3 Funktionen
Das AUTOSAR Evaluierungs-Paket enthält die Werkzeuge und Embedded Software von Vector für das Erstellen einer kompletten
AUTOSAR-Steuergerätesoftware bestehend aus Softwarekomponenten (SWCs), Runtime Environment (RTE) und Basissoftware
(BSW). Die DaVinci Werkzeuge sind auf AUTOSAR zugeschnitten und erleichtern Ihnen den Entwurf komplexer AUTOSARAnwendungen. Als Input für die Konfiguration der MICROSAR Software verwenden Sie einen „ECU Extract of System
Description“ (AUTOSAR XML) oder alternativ eine gängige Netzwerkbeschreibungsdatei (DBC, FIBEX, LDF).
>
Mit dem Werkzeug DaVinci Developer erzeugen Sie auf einfachem Weg AUTOSAR-konforme ECU-Applikationen.
Mithilfe des grafischen Editors beschreiben Sie schnell und übersichtlich Ihre AUTOSAR-Softwarekomponenten und
definieren deren Schnittstellen.
>
Mit dem Werkzeug DaVinci Configurator Pro konfigurieren Sie die Basis-Software-Module und die RTE. Durch die
komfortable und übersichtliche Bedienoberfläche passen Sie die Parameterwerte für Ihr Steuergeräteprojekt an.
>
Zusätzlich ist das Werkzeug CANdelaStudio von Vector verfügbar. Damit definieren Sie Diagnosedaten für Ihre
Netzwerke und Steuergeräte. Diese Daten exportieren Sie über Standardformate und verwenden sie zur automatischen
Konfiguration der MICROSAR Diagnose-Basissoftware.
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Bild 43: Entwurf von Softwarekomponenten mit DaVinci Developer
Bild 44: Konfiguration der Basissoftware und der RTE mit DaVinci Configurator Pro
Das AUTOSAR Evaluierungspaket gibt es für AUTOSAR 4.x und 3.x. Die darin enthaltenen MICROSAR Basis-Software-Module
setzen alle Funktionen des entsprechenden AUTOSAR-Releases effizient und flexibel um. Sie enthalten über den Standard
hinaus viele Erweiterungen.
24.4 Enthaltene BSW-Pakete
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick der einzelnen MICROSAR Pakete, die im AUTOSAR Evaluierungs-Paket enthalten
sind. Eine komplette Beschreibung der jeweiligen Pakete entnehmen Sie den separaten Kapiteln weiter oben in diesem
Dokument.
Im EVAL-Bundle
enthalten:
MICROSAR OS
Erhältliche Optionen
>
Standard ist die Implementierung der „Scalability Class“ SC1
>
SC2-SC4 sind optional erhältlich, sofern vom Prozessor unterstützt
>
XCP zum Messen und Kalibrieren über CAN
>
Transportprotokoll BAM (Broadcast Announce Message) für J1939-Netzwerke
>
Transportprotokoll CMDT (Connection Mode Data Transfer) für J1939-Netzwerke
MICROSAR COM
MICROSAR CAN
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MICROSAR MEM
MICROSAR SYS
>
Das Modul EA für interne EEPROMs
>
Das Modul FEE für interne Flash Speicher
>
Treiber zur Ansteuerung von externen Speicher Bausteinen in MICROSAR EXT
>
Das Modul CSM (Crypto Service Manager) für AUTOSAR 4.x
>
Das Modul STBM (Synchronized Time-Base Manager) für AUTOSAR 4.x
>
Treiber zur Ansteuerung von externen Speicherbausteinen (siehe MICROSAR EXT)
>
IICDRV (Treiber für die Anbindung von externen Peripherie-Bausteinen über den InterIntegrated Circuit Bus „ I2C“)
>
FLASHTST, RAMTST, CORETST
MICROSAR DIAG
MICROSAR MCAL
MICROSAR IO
MICROSAR RTE
Zusätzlich können zum Evaluierungs-Paket hinzubestellt werden:
Modul
Beschreibung
MICROSAR EXT
Module zur Ansteuerung von externen Bausteinen
MICROSAR Safe
Komplette Lösung für sicherheitsrelevante Funktionssoftware nach ISO 26262
24.5 Spezielle Funktionen
DaVinci Developer verfügt über eine Import-/Exportschnittstelle für AUTOSAR XML-Dateien. Diese Schnittstelle ermöglicht den
Austausch von Entwurfs- und Konfigurationsdaten. So können Sie beispielsweise AUTOSAR-Softwarekomponenten in ein
Steuergerät integrieren, die Sie modellbasiert mit Werkzeugen wie MATLAB® Simulink® entwickelt haben.
Alle MICROSAR Produkte entsprechen
>
der „Implementation Conformance Class“ ICC3 und
>
der „Configuration Conformance Class“ CCC 2.
24.6 Zusätzlich enthaltene Umfänge
>
Beispielapplikation als Source-Code und ein ausführlicher Leitfaden zu deren Einsatz.
>
AUTOSAR Training bei Vector
24.7 Weitere Optionen
Die AUTOSAR Evaluierungs-Pakete CAN, LIN, IP und FlexRay können beliebig miteinander kombiniert werden.
Auf Wunsch unterstützt Vector Sie mit einem umfangreichen MICROSAR Coaching bei der Erstinbetriebnahme und der Integration der MICROSAR-Basissoftware in Ihre Applikation – gerne auch bei Ihnen vor Ort.
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24.8 Verfügbare Hardware-Plattformen
Das AUTOSAR Evaluierungs-Paket ist für die gängigsten 16-Bit und 32-Bit Hardware-Plattformen verfügbar. Aufgrund der
Hardwareabhängigkeit der MICROSAR MCAL Module und dem MICROSAR OS können verbindliche Aussagen nur auf Basis der
konkreten Derivatsnummer der Prozessoren gegeben werden. Hier steht Ihnen das Vector Sales Team gerne zur Verfügung.
24.9 MICROSAR Prototypen SIP
Wenn Sie über die reine Evaluierung hinausgehend Software für die Prototypen-Phase eines konkreten OEM-Projektes
benötigen, empfehlen wir unser MICROSAR Prototypen SIP (Software Integration Package). Bitte sprechen Sie uns an.
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25 Weiterführende Informationen
Weitere Informationen zum Konfigurierungs- und Generierungswerkzeug DaVinci Configurator Pro finden Sie auf der
Portalseite im Internet und in dessen Fact Sheet.
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