Software Architektur

Das AUTOSAR Projekt

AUTOSAR (Automotive Open System Architecture) und ist ein Entwicklungsgemeinschaft von führenden Automobilherstellern, Zulieferern und Unternehmen aus der Elektronik-, Halbleiter- und Softwareindustrie.

Seit Software Einzug in das Auto genommen hat setzt sich die Initiative für eine offene und standardisierte System-Architektur im Automobilbereich ein. 2004 wurde die erste Version des heute unter Classic Plattform zusammengefassten Standards veröffentlicht und in den Folgejahren kontinuierlich erweitert und verbessert.

Mit der steigenden Anzahl komplexer Funktionen wurde die Software Architektur immer umfangreicher und komplizierter. Als Konsequenz daraus entstand die Adaptive Plattform, die 2017 zum ersten mal veröffentlicht wurde.

Das AUTOSAR-Konzept bestehend aus Classic, Adaptive und Foundation und baut auf modularen Komponenten mit definierten Schnittstellen auf. Diese gewährleisten die Verlässlichkeit und Qualität der Architektur und ermöglichen eine Skalierbarkeit, in dem Komponenten wieder verwendet werden können.  

Die AUTOSAR Classic Platform ist serienerprobt und zahlreich im Einsatz. Was zeichnet sie aus?

Die Classic Plattform von AUTOSAR baut auf eine standardisierte ECU Software Architektur auf. Sie ist unterteilt in drei Ebenen und trennt (formal definierte) hardware-unabhängige Softwarekomponenten (SWC) von der hardware-orientierten Basissoftware (BSW), die Standarddienste bereitstellt.

Ein wesentliches Merkmal ist die abstrakte Ablaufumgebung, das Runtime Environment (RTE). Hier läuft die Kommunikation von SWCs untereinander und der BSW-Dienste ab. Kommuniziert wird über spezifizierte Virtual Functional Bus (VFB). Dazu werden dezidierte Ports (Schnittstellen) definiert, die in der jeweiligen Anwendersoftware abgebildet werden müssen.

Durch die Teilung der Software können Komponenten (SWCs) als individuelle Einheit entwickelt und für verschiedene Modelreihen wiederverwendet werden.

Komplexe Car-IT beherrschen und für die nexte Generation Auto bereit sein! 

Mit der AUTOSAR Adaptive Plattform setzt AUTOSAR auf eine serviceorientierte E/-E Architektur, die über Ethernet unter Verwendung des SOME/IP Protokolls kommuniziert. Ein großer Pluspunkt der Plattform ist ihre Flexibilität. Sie ermöglicht eine dynamische Software-Konfiguration auf Basis des POXIS Betriebssystems. So können beispielsweise jederzeit Anwendungen (adaptive Applikationen) unabhängig voneinander entwickelt, getestet, verteilt, aktualisiert oder entfernt werden, was zu mehr Flexibilität bei der Steuergerätesoftware führt. 

Die Adaptive Plattform besteht aus funktionalen Clustern, die in Dienste und Basis gruppiert sind. AUTOSAR setzt hier auf zwei Arten von Schnittstellen, APIs und Dienste. Die Dienste können im fahrzeuginternen Netzwerk verteilt sein, während mindestens eine Instanz der funktionalen Cluster über eine Virtual Machine (VM) läuft. Das Runtime Environment (RTE) ist unabhängig von den Anwendungen wodurch Over-The-Air (OTA) Updates möglich sind.  

Der objektorientierte Ansatz der Adaptive Plattform ist eine optimale Grundlage für das High Performance Computing und die rechenintensive und parallele Datenverarbeitung in Echtzeit. 

Vehicle Computer heben die Trennung der Domänen auf. Ein neuer Ansatz für eine E/E-Architektur der Zukunft. 

Anstatt einer Vielzahl einzelner Steuergeräte ist die konsequente Weiterentwicklung die Verwendung von einem oder mehreren Zentralrechnern. Diese High Performance Computer (HPC) verarbeiten große Datenmengen in Echtzeit. Die Domänen werden teilweise zusammengelegt, denn viele Sensordaten werden Domäne-übergreifend verwendet. In diesem Set-up schicken Kamera, Radar und Co ihre Information zum Hauptrechner, der sie unter Unterstützung von künstlicher Intelligenz auswerten soll. Die funktionale Sicherheit muss dabei immer gesichert sein. 

Gemeinsam bereiten Classic und Adaptive den Weg für automatisiertes und vernetztes Fahren

Die Classic Plattform ist ausgelegt auf Steuergeräte mit limitierter Rechenkapazität und bietet nur eine statische Konfiguration des Betriebssystems. Obwohl der Konfigurationsaufwand hoch und die Möglichkeiten eingeschränkt sind bietet es den großen Vorteil, sicherheitsrelevante Software zu implementieren.

Die E/E-Architektur von AUTOSAR Adaptive hingegen bildet die Komplexität eines hochtechnologisierten Fahrzeugs ab, bringt die wichtige Flexibilität mit und ermöglicht die dafür notwendige Rechenleistung.  

Für ein "intelligentes" Auto bedarf es eines perfekten Zusammenspiels der Vielzahl an Onboard- und Offboard Komponenten. Eine zentralisierte E/E-Architektur im Fahrzeug kann diese Wirkketten zwischen High Performance Controllern und den klassischen Steuergeräten darstellen. Beide Plattformen, Classic und Adaptive, ergeben so zusammen die Gesamtfunktionalität.