AUTOSAR

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AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) ist eine Entwicklungspartnerschaft aus Automobilherstellern, Steuergeräteherstellern sowie Herstellern von Entwicklungswerkzeugen, Steuergeräte-Basis-Software und Mikrocontrollern. Ziel von AUTOSAR ist es, den Austausch von Software auf verschiedenen Steuergeräten zu erleichtern. Dazu wurde eine einheitliche Softwarearchitektur mit einheitlichen Beschreibungs- und Konfigurationsformaten für Embedded Software im Automobil erarbeitet. AUTOSAR definiert Methoden zur Beschreibung von Software im Fahrzeug, die sicherstellen, dass Softwarekomponenten wieder verwendet, ausgetauscht, skaliert und integriert werden können.

Konzept

Eine der Grundideen der Entwicklungspartnerschaft AUTOSAR lautet Zusammenarbeit bei Standards – Wettbewerb bei der Umsetzung (engl. cooperate on standards – compete on implementation).

Folgende Fragestellungen und Ziele werden angesprochen:

• Standardisierung wichtiger Systemfunktionen
• Erfüllung zukünftiger Fahrzeuganforderungen bezüglich Verfügbarkeit, Sicherheit und Softwareaktualisierung
• Flexibles Integrieren, Verschieben und Austauschen von Funktionen im Steuergerätenetzwerk
• Unterstützung sog. COTS-Software verschiedener Hersteller
• Beherrschung der gestiegenen Produkt- und Prozesskomplexität
• Kostengünstige Skalierbarkeit
• Wartbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus

Geschichte

Nach ersten Gesprächen der Unternehmen BMW, Daimler, Bosch, Continental und Volkswagen 2002 trat Siemens VDO in die Partnerschaft ein, die 2003 offiziell beschlossen wurde. Weitere, später hinzugestoßene Partner sind Ford, General Motors, Toyota und Peugeot. Diese Unternehmen stellen die Core Partner, die durch Premium Member und Associate Member (weitere 1st Tier) ergänzt werden. Nach der Übernahme von Siemens VDO durch die Continental AG im Jahre 2007 sind noch neun Unternehmen Core Partner bei AUTOSAR: BMW, Bosch, Continental, Daimler, Ford, General Motors, PSA (Peugeot Citroën), Toyota, Volkswagen. Heute (Juli 2010) sind 46 Premium Members bei AUTOSAR vertreten. Dazu zählen Automobilhersteller (z. B. Fiat, Honda, Hyundai, Mazda, Porsche, Renault, TATA, Volvo), Steuergerätehersteller (z. B. Delphi, Denso, Magneti Marelli, Valeo), Hersteller von Entwicklungswerkzeugen (z. B. dSPACE, ETAS, The MathWorks, Vector Informatik, MBtech Group) und Halbleiterhersteller (z. B Renesas, Infineon).

Die Erarbeitung und Verabschiedung der Standards erfolgt in verschiedenen Arbeitsgruppen. Eine gemeinsam erarbeitete Roadmap sichert sowohl die Inhalte als auch den Zeithorizont ab.

AUTOSAR Release	Veröffentlicht	Phase
1.0	08.07.2005	Phase 1
2.0	04.05.2006
2.1	04.12.2006
3.0	21.12.2007	Phase 2
3.1	15.08.2008
4.0	18.12.2009

Zusätzlich zu diesen Releases gibt es noch eine größere Anzahl (ca. 35) kleinerer Revisions, die hauptsächlich Bugfixes und kleinere Korrekturen beinhalten. Derzeit (Stand Februar 2010) wird der Zeitplan und eine Release-Planung für die Anfang 2010 gestartete Phase III erarbeitet.

AUTOSAR-Architektur

Wesentlich für AUTOSAR ist die logische Aufteilung in die steuergerätespezifische Basis-Software (Basic Software, BSW) und die steuergeräteunabhängige Anwendungs-Software (ASW). Dazwischen liegt ein virtuelles Funktionsbussystem (Virtual Function Bus, VFB). Dieser virtuelle Funktionsbus verbindet alle Softwarekomponenten, auch die, die in unterschiedlichen Steuergeräten implementiert sind. So können diese zwischen verschiedenen Steuergeräten verschoben werden, ohne dass Änderungen in den betreffenden Softwarekomponenten selbst vorgenommen werden müssen. Dies kann zur Optimierung von Rechenleistung, Speicherbedarf oder Kommunikationslast nützlich sein. Die funktionalen Softwarekomponenten (Software Component, SWC) sind strikt voneinander und von der Basis-Software getrennt. Sie kommunizieren über die AUTOSAR-Schnittstelle mit den anderen Funktionen und den Steuergeräteschnittstellen. Diese Schnittstellen (API) sind in SWC-XML-Beschreibungen definiert. Die Basis-Software (Basic Software, BSW) enthält die steuergerätespezifischen Programmteile, wie die Kommunikationsschnittstellen, die Diagnose und das Speichermanagement. Neben der Steuergeräte-Architektur ist auch die Entwicklungsmethodik durch AUTOSAR teilweise standardisiert. Es handelt sich dabei vor allem um die Struktur und die Abhängigkeiten der unterschiedlichen Arbeitsprodukte (z. B. Dateien). Diese werden benötigt, um aus den unterschiedlichen Software-Komponentenbeschreibungen ausführbare Programme für die jeweiligen Steuergeräte zu erzeugen.

Kernstück des Architekturkonzepts ist die AUTOSAR-Laufzeitumgebung (Run-Time Environment, RTE), eine Kommunikationsschicht, die nach dem Prinzip des Virtual Functional Bus (VFB) im Sinne einer Middleware von der realen Steuergeräte-Topologie und den daraus resultierenden Kommunikationsbeziehungen abstrahiert. Zwei Funktionen können demnach ohne Kenntnis des Signalpfades Informationen miteinander austauschen, indem sie sog. Kommunikationsports der Laufzeitumgebung verwenden. Dieser Mechanismus macht sich dadurch vorteilhaft bemerkbar, dass Funktionen unabhängig von der später im Fahrzeug existierenden Topologie entwickelt werden können. Die tatsächlichen Signalpfade werden erst spät im Entwicklungsablauf durch einen Konfigurationsmechanismus festgelegt.

Literatur

• Olaf Kindel, Mario Friedrich: Softwareentwicklung mit AUTOSAR. Grundlagen, Engineering, Management für die Praxis. dpunkt.verlag, 2009, ISBN 978-3-89864-563-8.
• Werner Zimmermann und Ralf Schmidgall: Bussysteme in der Fahrzeugtechnik – Protokolle, Standards und Softwarearchitektur. Vieweg+Teubner, 4. Auflage, 2010, ISBN 978-3-8348-0907-0

Siehe auch

• OSEK/VDX – Standardisierungsgremium, das im AUTOSAR-Standardisierungsprozess mitwirkt
• Association for Standardization of Automation and Measuring Systems und Manufacturer Supplier Relationship – Standardisierung im Bereich Austauschformate, Werkzeugschnittstellen
• Spice (Norm) (ISO/IEC 15504) – ein Bewertungschema für SW-Entwicklung
• Automotive SPICE – Anwendung von Spice auf den Automotive-Bereich
• Capability Maturity Model Integration – ein weiteres Bewertungschema für SW-Entwicklung

Weblinks

• Offizielle Website von AUTOSAR
• AUTOSAR Groupe auf Xing
• About AUTOSAR AUTOSAR auf der Renesas Homepage
• Homepage von EB AUTOSAR Basis Software Kern Implementierung von EB (Elektrobit)
• AUTOSAR – A first Glance Video von EB(Elektrobit): gibt eine kurze Einführung zu AUTOSAR
• AUTOMOBIL-ELEKTRONIK – electronica – Sonderausgabe 2008 Die hardware-nahe Seite von Autosar (PDF-Datei; 2,43 MB)
• AUTOSAR Einführung (Vorlesungsskript der Uni Konstanz; pdf, 1,1 MB)
• Fachartikel über die in AUTOSAR definierten Austauschformate in Elektronik automotive
• Fachartikel über typische Änderungsszenarien bei der Entwicklung von AUTOSAR-Steuergerätesoftware in Elektronik automotive