基于Aurix的AUTOSAR多核操作系统的实现_张翟辉.pdf
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2020-01-07
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《工业控制计算机》
!"#$
年
第
!%
卷
第
&
期
多核处理器的出现有效
地解决了无法继续通过提高
’()
主频来提高单片机计算
能力的难题。 基于多核处理器的计算机
应用软件的快速发展， 对于汽车电子软件的发展具有很好的借
鉴意义。 不同于计算机软件的开发，汽车嵌入式软件的开发有其
自身的行业标准。
*+,-
（
*./0
+123/4 506 ’788/2.70690:
;03/8<5=/2 <78 >?374739@/ ,A/=38709=2
） 标
准在
B%%C
年
推出，
旨在使各独立的汽车单元能够更好的协调工作。 作为一个成熟
的标准，
*+,-
标准已被各大汽车整车厂及汽车零部件
厂所承
认和遵守。 国内对于
*+,-
的研究也取得了很大的成果。 文
献
［
B
］介
绍了浙江大学关于
+4583*+,-
操作系统的设计与实现。
文
献［
!
］介
绍了
*+,-
操作系统的任务管理机制。
在
*+,-
DEF>
标
准的基础上，
>)G*+>H
（
>?374739@
/ *./0
+123/4 >8=I93/=3?8/
）联
盟推出了
>)G*+>H
标
准。 国内对于
>)G*+>H
标准的研究集中在几所高校。 文
献［
&
］介
绍了
>)J
G*+>H
标
准的发展。 文献［
K
］介
绍了复旦大学基于
>)G*+>H
规范的嵌入式实时操作系统的设计与实现。
>)G*+>H
仍
处于
不断发展与完善的过程中，
!LB!
年
发布的
>)G*+>
H KM"M&
版
本对以太网模块以及多核做了相应的定义。
1
AUTOSAR
架
构
在
>)G*+>H
中，
,’)
软件被抽象分类为基础软件（
N529=
+7<3O58/
，
N+P
）
，运行时环境（
H?0394
/ ,0@98704/03
，
HG,
）和
应
用层， 如图
B
所
示。 基础软件
N+P
主
要由
’>Q
、
(PR
、
;7SO5T
等标准的软件模块组成。 基
础软件
N+P
也可以集成特殊的固件。
应用程序由软件
组件（
+7<3O58
/ =74.70/03
，
+P’
）组
成。
+P’
之
间通过端口连接。 运行实体 （
H?005TA
/ ,03931
，
H,
）是
+P’
中的最小代码
片段，最终
H,
将被映射到具体的操作系统
任
务（
G52U
）中，由操作系统进行调度，完成相应的功能。
HG,
实
现
了应用层
+P’
之
间以及
+P’
和
N+P
之间的数据交换，并
控制了他们之间的相互作用
［
C
］
。
2
AUTOSAR
操作系统下的任务组件
>)G*+>H
延
续 了
*+,-
标
准定义了两种类型的任务：
N529=
G52U
和
,V3/06/
6 G52U
。
N529=
G52U
和
,V3/06/
6 G52U
的根本区别是任务
所具有的状态数，
,V3/06/
6 G52U
比
N529=
G52U
多了等待的任务状态。
!MB
N529= G52U
N529= G52U
就
绪后在没有更高优先级的任务就绪或运行
的情况下得到运行， 在运行的过程中可能会被更高优先级的任
务打断 ， 在恢复之后得到运
行，直到
3/849053/
。 它
可以在
执行完成后被多次激活。
N529=
G52U
共
有三种任务状
态：
H?0090:
状
态、
+?2./06J
/6
状
态和
H/561
状
态。 三种
任 务 状 态 的 转 换 如 图
!
所
示。 任务组件支持的系统调用接口如表
B
所
示。
表
B
>)G*+>H
操作系统任务管理
>
(;
列
表
!M!
,V3/06/6 G52U
,V3/06/6 G52U
经常用在死循环中，他们会等待一些事件。
基于 >
?89V 的 > )G*+>H 多核操作系统的实现
张
翟辉 朱 元
!同济大学中德学院"上
海
!
"BW""
#
王
民
!上海捷能汽车技术有限公司"上
海
!
"BW"K
$
;
4.A/4/0353970 7< >)G*+>H R?A39X’78 / *./8 5390: +123/4 N52/6 70 >?89V
摘
要% 简要介绍了
>)G*+>H
标
准的发展" 详细阐述了
>)G*+>H
软
件架构&
>)G*+>H
软
件应用的开发流程以及
>)G*+>
H KMLM&
版本对于多核操作系统下任务组件的定义’ 演示了如何按照
>)G*+>H
软件的开发流程进行多核操作系
统
的配置"并且在
;0<90/70
多
核单片机
>?89V
系
列
G’!YC’
上实现了多核应用( 最
终的实验也验证了
>)G*+>H
多
核操作
系统的可行性(
关键词%
>
)G*+>H
"多
核"操作系统
A
bstractZGI92 .5./8 6/2=89T/2 3I/ 6/@/A7.4/03 7< >)G*+ >H 235065862 T89/<A1 506 903876?=/2 3I/ 238?=3?8/ 7< >)J
G*+>H[3I/ 6/<9093970 7< G52U[3I/ .87=/22 7< >)G*+>H 27<3O58/ 6/@/A7.4/03 90 6/359AMGI/ 6/<9093970 < 874 >)G*+>H KMLM&
5T7?3 R?A39X’78/ *./85390: +123/4 92 5A27 90=A?6/6M;0 56693970[3I92 .5./8 .8/2/032 3I/ ’70<9:?853970 7< R?A39X’78/ *./85390:
+123/4 <7AA7O90: 3I/ >)G*+>H 235065862M> R?A39X’78/ >..A9=53970 =74.A190: O93I >)G*+>H 23506586 92 8/5=I/6 70 ;0<9J
0/70\ G89=78/ 49=87=70387AA/8 >?89V]>?374739@/ H/5A394/ ;03/:853/6 Q/^3 _/0/853970 >8=I93/=3?8/‘ G’!YC’M
KeywordsZ>)G*+>H[R?A39X’78/[7./85390: 2123/4
图
B
>)G*+>H
软
件机构
图
!
N529= G52U
任
务状态转换
43
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