以autosar为基础完成n32g45x的驱动，并适配内核为autosar的操作系统

一、项目介绍
 

随着小米宣布造车，当下“软件定义汽车”的趋势如火如荼，autosar的全称Automotive Open System Architecture，即汽车开放软件架构，这正如TCP/IP对网络进行统一，autosar是对汽车软件技术的统一，TCP/IP制定的初衷是为统一网络标准从而诞生了今天的互联网，而AUTOSAR的制定是为实现汽车电子软件的统一从而实现汽车电子软件的复用。本项目是基于autosar3.1的开源代码arctic core，在此基础上，完成在n32g45x上的mcal驱动，适配RT-Thread内核为autosar的操作系统。

目前已完成mcal的mcu驱动，autosar的osek操作系统已经能在n32g45x上正常调度，移植rtthread到arctic core，但是在适配OSEK/VDX的接口过程中，发现这个适配工作不是一两个月所能完成，因为osek/vdx的标准非常严格，如果对OSEK/VDX感兴趣的小伙伴可以一起加入rtthread对osek/vdx的适配。

二、简述AUTOSAR及OSEK/VDX

2.1 AUTOSAR的分层模型及各层简述

 

 

 

 

 

 

AUTOSAR从上往下分为应用层、RTE层和基础软件层（BSW）。

 

应用层由多个软件组件SWC组成，每个SWC是具有一定功能的模块，如汽车发动机控制逻辑，这些模块可以由matlab的autosar软件包依据模型进行设计；RTE全称Runtime Environment，即运行时环境，它的内部是一条autosar框架定义的虚拟功能总线（VFB），SWC、BSW通过这条虚拟功能总线进行通信。

 

BSW从上到下分为服务层、ECU抽象层、MCU抽象层，分层的目的是为了实现各层的复用和对下一层的隔离，这正如RT-Thread的分层思想那样，RT-Thread可以适配不同的MCU就是因为采用了驱动和设备分离的策略，RT-Thread的同一个设备因为注册了不同的驱动就可以驱动不同的MCU。在AUTOSAR中，和MCU有关的一层是MCU抽象层，及MCAL，用RTT的驱动和设备分离的思想来理解autosar的mcal就是同一个ECU抽象层因为注册了不同的MCU驱动就可以驱动不同的MCU。在autosar的成员中就有nxp这样的芯片原厂提供autosar的mcal。

 

2.2 简述OSEK/VDX接口api

 

在autosar的服务层中有一个符合OSEK/VDX标准的操作系统，负责内存管理、对各个功能的调度，api分为任务管理、中断处理、事件机制、资源管理、报警器。

2.2.1 任务管理api

1 StatusType ActivateTask ( TaskType  )
2 将任务号为TaskID的任务由挂起态变为就绪态。
3 StatusType TerminateTask ( void )
4 将任务由就绪态转为挂起态。
5 StatusType ChainTask ( TaskType  )
6 将当前任务由就绪转为挂起，并将TaskID的任务由挂起转为就绪，相当于TerminateTask和ActivateTask的连用。
7 StatusType Schedule ( void )
8 执行一次调度。
9

2.2.2 事件api

1 StatusType SetEvent ( TaskType  EventMaskType  )
2 设置一个事件位，当执行SetEvent后等待该事件位的任务可以由等待态变为就绪态。
3 StatusType ClearEvent ( EventMaskType  )
4 清楚事件位
5 StatusType GetEvent ( TaskType  EventMaskRefType  )
6 返回TaskID任务的所有事件位
7 StatusType WaitEvent ( EventMaskType  )
8 等待事件位，等待事件位的任务由就绪态转为等待态。
9

2.2.3 报警器（闹钟）api

1 StatusType GetAlarmBase ( AlarmType , AlarmBaseRefType  )
2 获取报警器的时基
3 StatusType GetAlarm ( AlarmType  TickRefType )
4 获取闹钟当前的tick
5 StatusType SetRelAlarm ( AlarmType , TickType , TickType  )
6 设置相对闹钟
7 StatusType SetAbsAlarm ( AlarmType , TickType , 
8 TickType  )
9 设置绝对闹钟
10 StatusType CancelAlarm ( AlarmType  )
11 取消闹钟
12

三、AUTOSAR开源代码arctic core软件框架和分析

3.1 相关资源链接

 

arctic core官网：

 

http://dev.arccore.com/public/user-doc/UD441x/Arctic-Core-4.0_9503291.html

 

arctic core源码获取 :
 

 

http://my.arccore.com/hg

 

源码构建说明:
 

 

http://dev.arccore.com/public/userdoc/UD441x/Makesystem_23789620.html

 

3.2 软件框架说明

 

 

 

 

 

在arch文件夹中的文件为MCU内核架构相关的文件，如cortex-m3，主要内容为M3的启动文件（见M3编程指南），MCU的固件库。

在boards文件夹中的文件为各个MCU的实现，包括对板子的配置。

system文件夹中包含了一个OSEK/VDX标准的操作系统。

四、在N32G45X上完成AUTOSAR的MCAL

以MCU驱动的时钟设置为例，static void SetClocks(Mcu_ClockSettingConfigType *clockSettingsPtr)是autosar的mcal定义的一个接口，用于设置MCU的时钟，在n32g45x的实现如下：

 

 

 

 

 

 

写好mcal的mcu后编译成可执行文件下载到板子上，AUTOSAR能够在n32g45x上正常运行，可以看到三个任务块在调度。下载工具用的是pyocd。

 

 

 

 

五、RT-THREAD的移植

由于源码采用的构建工具是makefile，所以需要将rtthread的源码和头文件路径添加到makefile文件。编译下载到板子上可以看到rtthread正常运行。

 

 

 

 

六、仓库地址

由于arctic core没有github，不能采用fork的方式协作开发，我的代码上传到gitee提示版权风险无法转为公开的仓库，对源码感兴趣的小伙伴可以在下方留下gitee账号或发邮件给我[e-mail]，我拉你到项目组。源码从附件下载：
 

n32g45x_arctic_core.zip
 

七、项目视频

https://www.bilibili.com/video/BV1Ma411b7kD/

 

八、总结和展望

本次移植过程中，mcal的移植较为轻松，适配n32g45x的寄存器花了不少时间，需要查看n32g45x的参考手册的寄存器定义一个一个的去改。移植rtthread到arctic core的源码比较简单，只是添加rtt的源码到arctic core的makefile。遗憾的是还没完成rtt适配OSEK/VDX的接口，希望对OSEK/VDX感兴趣的小伙伴加入进来，一起完成rtt对OESK/VDX的适配。

来源：RTThread物联网操作系统