AUTOSAR BSW层介绍

BSW架构

上一篇文章提到了基础软件层BSW包含微处理器抽象层(MCAL)、ECU抽象层、服务层以及复杂驱动，而每一层按照功能模块可以进一步划分，如下图所示。

微处理器抽象层MCAL

我们先来看一下微处理器抽象层(MCAL)，MCAL是BSW的最低层，它包含一些MCU内部驱动软件模块，这些驱动直接访问MCU内部外设(ADC、WatchDog、General Purpose Timer等)。MCAL这一层依赖于MCU，但是它的上面一层(ECU抽象层)则可以独立于具体的MCU。

MCAL主要包含下面这些模块：

• 微控制器驱动
  MCU内部外设驱动，比如看门狗、通用功能定时器等。
• 通信接口驱动
  ECU板上通信接口驱动(如SPI, I2C)以及整车通信接口驱动(CAN, 以太网等)
• 非易失性存储器(NVM)驱动
  片上NVM驱动(内部Flash、EEPROM等)，片外NVM驱动(外部Flash、EEPROM等)
• I/O驱动
  模拟和数字I/O驱动(ADC、PWM、DIO等)
• 加密模块驱动
  片上加密模块驱动，如SHE、HSM

ECU抽象层

ECU的全称是Eclectronic Control Unit，直译为电子控制单元，也称为行车电脑。通俗来讲就是MCU加上一些外围必要的电路组成的一个系统，可以对各种输入信号(传感器信号、车载网络信号等)进行加工处理，然后进行信号输出(控制执行器的信号、车载网络信号等)的一个专用嵌入式系统。

ECU抽象层对MCAL所包含的驱动进行封装，同时它还包含片外设备(板上设备)的驱动。ECU抽象层提供访问各种设备的接口，不管这些设备的位置在哪里(是MCU内部还是MCU外部)，也不管它们是如何与MCU进行连接的(端口还是串行通信)。它的任务是让上层软件(服务层)独立于ECU硬件设备。

片外设备顾名思义是位于MCU外部的设备，或者说是ECU的板上设备。这些设备包括但不限于：

• 外部EEPROM
• 外部看门狗
• 外部FLASH

片外设备的驱动被称为外部驱动，它们位于ECU抽象层，它们通过MCAL层的驱动访问这些外部设备。一个例子是，具有SPI接口的外部EEPROM的驱动程序，通过MCAL的SPI总线驱动对外部EEPROM进行访问。

ECU抽象层通常包含一系列接口，这些接口是对位于它们下方的模块的抽象。它提供访问特定类型设备的通用API，不关心该类型设备存在的个数以及具体的硬件实现。接口层只负责数据的传递，不改变数据的内容。比如，一个CAN通信系统的接口提供访问CAN网络的API，调用者不必关心CAN控制器的个数，也不用关心CAN控制器的位置是在MCU内部还是MCU外部。

复杂驱动CDD

复杂驱动跨越MCAL、ECU抽象层和服务层，是AUTOSAR标准之外的基础软件模块。一般是通过特定中断或复杂的MCU外设，用来实现传感器处理和执行器驱动，比如电机控制、电磁阀控制、位置检测等。

复杂驱动的任务是实现特殊功能或者对时序有较高要求的功能，用以处理复杂的传感器和执行器。复杂驱动高度依赖于MCU、ECU和应用软件。

服务层

服务层是BSW的最高层，为上层的应用软件提供各种服务：

• Input/Output
  对传感器、执行器以及ECU板上设备的标准访问服务
• 存储服务
  对内部/外部存储设备的标准化访问服务(NVM)
• 通信服务
  对车载网络系统(CAN, LIN)、ECU板上通信系统(SPI, I2C)的标准访问服务
• Off-Board通信
  对V2X通信，车内无线通信网络系统的标准化服务
• 系统服务
  标准化的系统服务(操作系统，定时器)
• 诊断服务
  UDS诊断服务，内存错误检测，DTC等
• ECU状态管理
  ECU电源状态管理，模式管理服务，看门狗管理
• 加密服务
  对密码原语的标准化访问服务，包括内部/外部硬件加速器