AUTOSAR Werkzeuge helfen bei der Entwicklung von AUTOSAR-Steuergerätesoftware

Das AUTOSAR-Konsortium hat neben der Steuergeräte-Basissoftware auch diverse XML-basierte Konfigurationsformate standardisiert. Das Ziel ist eine höhere Qualität der Steuergerätesoftware und eine bessere Wiederverwendbarkeit der Steuergerätesoftware. Bei der durchaus komplexen Konfiguration dieser Software helfen geeignete Werkzeuge.

Anbieter zum Thema

MicroConsult Microelectronics Consulting & Training GmbH

ISH Ingenieursozietät GmbH

Axivion GmbH

Vector Informatik GmbH

Die AUTOSAR-Basissoftware bietet vielfache Konfigurationsmöglichkeiten und kann durch spezielle Code-Generatoren an die Bedürfnisse des konkreten Steuergerätes angepasst und optimiert werden. Hierbei spielen die Konfigurationsformate eine besondere Rolle. Dank spezieller AUTOSAR-Werkzeuge können die Konfigurationsdateien erstellt und validiert werden. Damit vermeidet man spät auftretende Fehler bei der Integration der Software ins Steuergerät.

Die AUTOSAR-Referenzarchitektur

Die Beschreibung der AUTOSAR-Referenzarchitektur ist im Dokument „AUTOSAR Layered Software Architecture“ festgelegt. Darin ist die Steuergerätesoftware in drei Teile gegliedert (Bild 1):

• Die Funktionssoftware besteht aus Softwarekomponenten (SWCs). Die SWCs werden auf Basis eines Virtual Function Bus (VFB) unabhängig von den Steuergeräten erstellt und können über Schnittstellen miteinander kommunizieren.
• RTE (Runtime Environment) dient als Laufzeitumgebung für die SWCs und bildet die technische Realisierung des VFBs auf einem konkreten Steuergerät.
• Die Basis-Software (BSW)-Module übernehmen die Grundfunktionen des Steuergeräts. Diese beinhalten auch höherwertige Standard-Services, z.B. die Verwaltung der ECU-Zustände oder Diagnosedienste.

Zahlreiche Basis-Software-Module mit gängigen Funktionen

Das AUTOSAR Release 3.0 definiert rund 50 konfigurierbare und teilweise sehr komplexe Basis-Software-Module. Die Mehrzahl von ihnen enthalten Funktionen, die bereits in den bisherigen Softwarearchitekturen üblich waren, jetzt aber genauer gegeneinander abgegrenzt sind. Beispiele für diese Funktionen sind der Zugriff auf die Kommunikationsnetzwerke (CAN, LIN oder FlexRay), die Ein- und Ausgänge (I/O) oder den Speicher des Steuergerätes. Auch das Betriebssystem und andere Systemdienste wurden standardisiert. Die konsequente Aufteilung der Funktionen in einzelne Softwaremodule garantiert die gewünschte Hardwareabstraktion und die Skalierbarkeit für unterschiedliche Arten von Steuergeräten.

Runtime Environment stellt die notwendigen Schnittstellen bereit

RTE ist die Schicht zwischen der Funktionssoftware und den Basis-Software-Modulen. Sie stellt alle von den SWCs benötigten Schnittstellen bereit, um auf Daten und Services der BSW-Module zugreifen zu können. Außerdem sorgt die RTE mithilfe des Betriebssystems für die Ausführung der SWCs und für die Kommunikation der SWCs untereinander.

Softewareanbieter decken alle BSW-Module und RTE gemäß AUTOSAR 3.0. ab

Sowohl die BSW-Module als auch die RTE sind als Softwareprodukte unterschiedlicher Softwarelieferanten (TIER 2) verfügbar, z.B. die MICROSAR Produkte von Vector, die alle BSW-Module und die RTE gemäß AUTOSAR Release 3.0 abdecken. Obwohl es sich um Standard-Software-Produkte handelt, müssen die BSW-Module und die RTE an die projektspezifischen Randbedingungen (OEM, Fahrzeugreihe, Steuergerätevariante) angepasst werden. Dies geschieht während der Konfiguration über geeignete PC-basierte Werkzeuge. So kann die RTE mit dem DaVinci Developer und die BSW-Module mit dem DaVinci Configurator Pro von Vector konfiguriert werden.

Die AUTOSAR-Methode

Die Methode zur Entwicklung von Steuergerätesoftware ist vom AUTOSAR-Konsortium in der AUTOSAR Methodology definiert. Sie unterteilt den Entwicklungsprozess im Wesentlichen in die drei Aktivitäten „Komponenten-Implementierung“, „Systemkonfiguration“ sowie „ECU-Design und -Konfiguration“ und standardisiert den Datenaustausch zwischen den Entwicklungspartnern mit einem Satz von XML-Dateien (siehe Kasten „Ergänzendes zum Thema - Die AUTOSAR-Methode“).

Bild 2 zeigt am Beispiel der Werkzeuge DaVinci Developer und DaVinci Configurator Pro von Vector, wie die Aktivität „ECU-Design und -Konfiguration“ werkzeuggestützt umgesetzt werden kann.

Konfiguration und Integration aller Softwareteile

Mit AUTOSAR verlagert sich die Hauptarbeit bei der Integration der Steuergerätesoftware von der manuellen Anpassung des Codes auf die werkzeuggestützte Konfiguration der BSW-Module und der RTE. Für die Konfiguration der BSW-Module benötigt der TIER 1 ein universelles Werkzeug, das ihn mit komfortablen Funktionen unterstützt.

Aus diesem Grund hat Vector den DaVinci Configurator Pro neu entwickelt (Bild 3).

Er unterstützt drei Anwendungsfälle:

• Konfiguration der MICROSAR-BSW-Module von Vector,
• Konfiguration der AUTOSAR-BSW-Module von Drittherstellern,
• Konfiguration selbst erstellter Softwaremodule.

Die Konfiguration der MICROSAR-BSW-Module erfolgt über eine grafische Oberfläche, mit der die komplexen Zusammenhänge der Konfigurationsparameter vereinfacht dargestellt werden. Weiterhin ist die Auswahl der Parameter auf gültige Eingabewerte eingeschränkt und das Einstellen von unplausiblen Werten wird verhindert.

Mit dem Generic Configuration Editor lassen sich BSW-Module von Drittherstellern konfigurieren

Um auch BSW-Module von Drittherstellern konfigurieren zu können, ist der in AUTOSAR definierte Generic Configuration Editor (GCE) im DaVinci Configurator Pro enthalten. Alternativ kann der TIER 1 für diese Module auch eine komfortable und integrierte Konfigurationsoberfläche entwickeln. Das erfolgt mit dem ebenfalls neu entwickelten DaVinci Configurator Kit. Damit werden für die Softwaremodule die „BSW Module Description“ Dateien erstellt, benutzerfreundliche Bedienoberflächen definiert, Validierungsregeln festgelegt und Code-Generatoren für die Erzeugung von ausführbaren Code-Teilen erstellt. Dieses Verfahren kann der TIER 1 auch zur Konfiguration von eigenen BSW-Modulen, z.B. Complex Device Drivers, nutzen.

Validierungsregeln sorgen für die notwendige Konsistenz

Als Ergänzung zur AUTOSAR-Methode enthalten sowohl der DaVinci Configurator Pro als auch der DaVinci Developer Validierungsregeln. Sie stellen sicher, dass einzelne Parameter sowie komplexe Parametergruppen und deren Abhängigkeiten untereinander validiert werden und dass die „ECU Configuration Description“ konsistent generiert wird. Diese Konsistenz ist wiederum zwingend notwendig für die anschließende Generierung der RTE sowie der BSW-Module.

*Dipl.-Ing. Pascale Morizur ist Produkt Manager Embedded-Softwarekomponenten bei Vector, Dipl.-Ing. (FH) Matthias Wernicke ist bei Vector für das Produktmanagement der DaVinci AUTOSAR-Werkzeuge verantwortlich.

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