AutoSAR构架以及在多核汽车MCU的运行

描述

小二之前只开发过异构双核的芯片,各跑各的软件(比如各自运行一套FreeRTOS,反正组件裁剪下也不大),针对类似Stellar,AURIX这样的同构多核的软件不了解;

比如针对AutoSAR,在AURIX 三核处理器上,上如何运行?看到CSDN上JokerCK的文章,觉得好像懂了,记录如下,水平有限,欢迎指正

阅读前,一些说明:

RPC,远程过程调用(Remote Procedure Call),一般是核间通信用

SWC即Software Component缩写,一般位于AUTOSAR架构的Application层

AUTOSAR分四层:Application、RTE(RunTime Environment,运行环境)、BSW(Basic
Software,基础软件)和MCAL(MicroController Abstration Layer,微处理器抽象层 )

多核架构-基于AUTOSAR 4.3

AUTOSAR 4.3中定义了如下多核架构,基于这份架构,Application SWC 可以按照需求分到不同的核上,但是可以看到绝大多数的BSW Module 都在一个核上,部分BSW Module会在两个核上都存在实例

汽车

RTE横跨多核之间,为SWC与BSW Module之间提供Mapping。这个Mapping分为两种,一种是这个BSW Module提供了在对应核上的Satellite时,另一种是没有Staellite,如下图:

汽车

基本概念介绍

AUTOSAR描述了关于跨核/Partition调用服务的三种方式,一种就是直接,通过RPC(Remote Procee Call),这种方式下RTE可能会替你生成一系列的保护措施,比如SpinLock;第二种就是BSW
Satellite,第三种就是Proxy,他主要是通过将直接的跨核C/S调用转成了资源消耗更少的S/R接口调用,如下图:

汽车

RPC没有固定的机制,如上述提到的SpinLock就是其中一种,但是无论哪种机制,其为了解决数据一致性所带来的额外开销都是比较大的。所以Proxy以及Statellite机制的目的就是为了提高在所有的核上对BSW
Module的基本服务的高效的访问。

也就是说,利用Proxy或者Satellite机制之后,你就不需要像以前为了性能考虑而将需要使用特定BSW
Module的服务的SWC,一定与这个BSW Module放在一个核,为设计带来了灵活性。当然,即使是使用了Proxy或者Satellite,仍然会有一定的资源开销,但是这相比与直接的RPC来说,都微乎其微。

汽车

使用Satellite在多核中主要有如下两个好处:

  1. (improved efficiency)RTE不再需要生成RPC机制;
  2. 因为Statellite也是BSW Module的一部分,他承担了一部分的工作,很显然这会带来性能提升,因为调用方所在的核也会执行一部分的任务,即分担了主核的一些工作。

AUTOSAR WdgM, Dem, EcuM, Det 都提供了Satellite机制。

汽车

简单说,Proxy就是用更轻量级的S/R接口取代了耗时的跨核的C/S调用(很显然,跨核C/S直接调用,调用方要等被调用方执行完成),最终实际的操作肯定还是C/S函数,但是这已经由原来的跨核变成了同一个核内由Proxy去直接调用BSW服务(参考上图),显然更好。

比较常见的有Com-Proxy和NVM-Proxy,其中Com-Proxy的Tx要注意要放到Com_MainFunctionTx之前:

术语

Core Types

多核架构中有Master Core和Slave Core之分,这是针对处理器而言的,如Tc27x系列,Core0是主核,但是AUTOSAR又有个概念叫做BSW Core,即绝大多数的BSW模块都Mapping在BSW Core上。BSW Core可以是Master Core也可以是其他的Slave Core之一。

Partition

AUTOSAR中,Partition指的是一组SWC,BSW Module(Satellite),Task的合集,具体体现就是某个OS Application。Partition有等级划分,从QM到ASILD,对应MPU的第几个Set。需要注意一点,OS Application也有Trusted和Non-Trusted之分,但是这根ASIL等级无关,QM的Partition也可以是Trusted的。

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