基于AUTOSAR 的智能网联汽车分层式结构设计
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在汽车产业智能化、联网化不断推进的 大背景下，积极推进智能网联汽车自动驾驶 技术研究已成为行业当前的工作主体，当前 在智能网联汽车相关业务方面仍有很多关键 性行业问题有待突破和解决。智能网联汽车， 在车辆动力系统方向将趋向电动化发展；底 盘系统方向将更加注重智能化控制以满足高 级自动驾驶需求；而汽车电控及软件架构也 将因为新的需求发生巨大的革新。汽车产业 将迎来由传统机械驱动时代（发动机、底盘、 变速箱）转移为智能驱动时代（数据、架构、 人工智能）的时代变革。伴随着感知、融合、 控 制 决 策、 高 精 地 图 与 高 精 定 位、 车 联 网 （V2X）等技术的不断突破，自动驾驶车辆 在汽车的占比将逐年增加，先在某些地区到 达某个临界点，在其他相关技术、法规政策 的加持下，超前其他地区实现完全自动驾驶， 汽车产业进入部分自动驾驶与完全自动驾驶 共存阶段。最后，随着完全自动驾驶地区数
量的不断增加，从点到线，由线到面，最终 实现全区域的完全自动驾驶。
基于 AUTOSAR 架构设计的智能网联汽 车分层式结构，形成车辆底层控制、核心自 动驾驶系统以及上层应用的模块化和平台化， 进一步促进核心系统层和底层数据接口、硬 件接口，以及核心系统层和上层应用的数据 接口和软件接口定义的标准化，可实现根据 不同项目、不同车型、不同功能配置和不同 硬件选择相应的软件模块，进行裁剪、移植 和集成，从而缩短项目的软件开发周期并降 低开发成本，大幅提升车辆与系统的灵活适 配性，进而积极推动自动驾驶车辆的大规模 生产与应用。
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时代汽车
基于 AUTOSAR 的智能网联汽车分层式结构设计
潘霞 张庆余 张苏林 中汽数据（天津）有限公司 天津市 300380
摘 要：中国的智能网联汽车产业发展已上升至国家战略层面，在顶层设计方面，我国制定了一系列等指导性文件， 从产业规划、技术标准等方面推动智能网联汽车产业发展。在标准法规方面，国家发改委发布、工信部均 发布响应指导性文件，指出分阶段实现智能网联汽车产业高质量发展的目标。随着智能网联汽车技术的日 益成熟，合理的分层式结构成为必然趋势。
图 1 AUTOSAR 总体架构
应用层
运行时环境 RTE
服务层
复
杂
基础软件层 ECU 抽象层
驱
动
微控制器抽象层
硬件层
2.1 标准接口定义 AUTOSAR 共定义了三种类型的接口， 分 别 是 AUTOSAR 接 口、 标 准 AUTOSAR 接口以及标准接口。 AUTOSAR 接 口 一 方 面 描 述 软 件 组 件 之间获取和提供的数据和服务，另一方面描 述软件组件与 ECU 抽象层、复杂驱动之间 进行的获取和提供的服务。此种接口是按照 AUTOSAR 接口定义规则来定义的，这些接 口中的一部分已经由 AUTOSAR 定义，另 外一部分需要整车企业自定义，通过这些接 口实现了软件组件在不同的 ECU 上的可重 用性 [1]。 标准 AUTOSAR 接口完全由 AUTOSAR 标准来定义，主要包括两种类型的接口 : 基 础软件提供给应用程序的服务接口以及整车
2 AUTOSAR 架构简析
AUTOSAR 定义的软件架构，主要采用 了分层式结构，围绕运行时环境 (RTE) 展开， RTE 层 以 上 是 应 用 层 部 分， 采 用 软 件 组 件 (SWC) 的形式定义。而 RTE 层的下方为基础 软件层 (BSW)，其分层结构见图 1，基础软 件可分为两个部分，分别是与硬件不相关的 基础软件，包括操作系统、服务、通信等， 以及和硬件相关的基础软件，包括微控制器 抽象层 MCAL 和复杂驱动 CDD。应用层与 基础软件层的连接是通过 RTE 层，定义接口 标准实现层间的数据交互。
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企业根据需要配置的标准接口。标准接口即 标 准 API， 一 般 由 C 语 言 定 义， 主 要 实 现 ECU 内部 BSW 模块之间，以及运行时环境 和操作系统之间的函数调用关系。
图 2 BSW 基础软件层Fra bibliotek服务层
复
杂
基础软件层 ECU 抽象层
驱
动
微控制器抽象层
3 智能网联汽车分层式结构设计
3.1 智能网联汽车关键技术 智能网联汽车代表了未来汽车产业技 术的发展方向和战略制高点，也是国际汽 车产业未来竞争的重要阵地。为落实《中 国制造 2025》和《汽车产业中长期发展规 划》，国家发改委在 2018 年发布了《智能 汽车创新发展战略（征求意见稿）》，指 出了中国标准智能汽车全面发展的六大战 略任务。智能网联汽车产业是一个大的产
2.2 虚拟功能总线 VFB 及运行环境 RTE AUTOSAR 将底层基础软件和网络结构 抽象成虚拟的功能总线，即 VFB，它是各类 通信机制的一个集合。运行时环境 RTE 是指 单个 ECU 上对 VFB 接口的实现。由于各个 软件组件之间无法实现直接通信，因此，需 要 RTE 进行相应的封装，提供层间通信所需 的 API，进而使用端口等方式进行数据信息 交互。也就是说，软件组件只需向 VFB 发送 输出信号 [2]。 运行时环境 RTE 类似于面向对象编程的 主要思想，各个 ECU 和其所对应的 RTE 都 是特定的，RTE 负责各个软件组件与基础软 件之间的通信。简单来说，RTE 可以看作是 VFB 的接口实现。 2.3 基础软件层 BSW 基础软件可分为两个部分，分别是与硬 件不相关的基础软件，包括操作系统、服务、 通信等，以及和硬件相关的基础软件，包括 微控制器抽象层 MCAL、ECU 抽象层和复杂 驱动 CDD。其结构如图 2 所示。其中微控制 器抽象层包括硬件驱动程序，用于访问内存、 通信等。ECU 抽象层主要负责实现通信、内 容或者 I/O 的访问，为其提供统一的接口。
关键词：智能网联汽车；分层式结构；AUTOSAR 架构
1 引言
我国已积极开展智能网联汽车共性基础、 关键技术、行业产业急需的标准以及相关法 律法规的研究制定。国内主要整车企业已开 始在量产车上装备了 L2 级辅助驾驶系统产 品，并积极进行更高级自动驾驶技术及产品 的开发。整车企业的列装计划也促进了我国 自主辅助驾驶系统企业的快速发展。
量的不断增加，从点到线，由线到面，最终 实现全区域的完全自动驾驶。
基于 AUTOSAR 架构设计的智能网联汽 车分层式结构，形成车辆底层控制、核心自 动驾驶系统以及上层应用的模块化和平台化， 进一步促进核心系统层和底层数据接口、硬 件接口，以及核心系统层和上层应用的数据 接口和软件接口定义的标准化，可实现根据 不同项目、不同车型、不同功能配置和不同 硬件选择相应的软件模块，进行裁剪、移植 和集成，从而缩短项目的软件开发周期并降 低开发成本，大幅提升车辆与系统的灵活适 配性，进而积极推动自动驾驶车辆的大规模 生产与应用。
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潘霞 张庆余 张苏林 中汽数据（天津）有限公司 天津市 300380
摘 要：中国的智能网联汽车产业发展已上升至国家战略层面，在顶层设计方面，我国制定了一系列等指导性文件， 从产业规划、技术标准等方面推动智能网联汽车产业发展。在标准法规方面，国家发改委发布、工信部均 发布响应指导性文件，指出分阶段实现智能网联汽车产业高质量发展的目标。随着智能网联汽车技术的日 益成熟，合理的分层式结构成为必然趋势。
图 1 AUTOSAR 总体架构
应用层
运行时环境 RTE
服务层
复
杂
基础软件层 ECU 抽象层
驱
动
微控制器抽象层
硬件层
2.1 标准接口定义 AUTOSAR 共定义了三种类型的接口， 分 别 是 AUTOSAR 接 口、 标 准 AUTOSAR 接口以及标准接口。 AUTOSAR 接 口 一 方 面 描 述 软 件 组 件 之间获取和提供的数据和服务，另一方面描 述软件组件与 ECU 抽象层、复杂驱动之间 进行的获取和提供的服务。此种接口是按照 AUTOSAR 接口定义规则来定义的，这些接 口中的一部分已经由 AUTOSAR 定义，另 外一部分需要整车企业自定义，通过这些接 口实现了软件组件在不同的 ECU 上的可重 用性 [1]。 标准 AUTOSAR 接口完全由 AUTOSAR 标准来定义，主要包括两种类型的接口 : 基 础软件提供给应用程序的服务接口以及整车
2 AUTOSAR 架构简析
AUTOSAR 定义的软件架构，主要采用 了分层式结构，围绕运行时环境 (RTE) 展开， RTE 层 以 上 是 应 用 层 部 分， 采 用 软 件 组 件 (SWC) 的形式定义。而 RTE 层的下方为基础 软件层 (BSW)，其分层结构见图 1，基础软 件可分为两个部分，分别是与硬件不相关的 基础软件，包括操作系统、服务、通信等， 以及和硬件相关的基础软件，包括微控制器 抽象层 MCAL 和复杂驱动 CDD。应用层与 基础软件层的连接是通过 RTE 层，定义接口 标准实现层间的数据交互。
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企业根据需要配置的标准接口。标准接口即 标 准 API， 一 般 由 C 语 言 定 义， 主 要 实 现 ECU 内部 BSW 模块之间，以及运行时环境 和操作系统之间的函数调用关系。
图 2 BSW 基础软件层Fra bibliotek服务层
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基础软件层 ECU 抽象层
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动
微控制器抽象层
3 智能网联汽车分层式结构设计
3.1 智能网联汽车关键技术 智能网联汽车代表了未来汽车产业技 术的发展方向和战略制高点，也是国际汽 车产业未来竞争的重要阵地。为落实《中 国制造 2025》和《汽车产业中长期发展规 划》，国家发改委在 2018 年发布了《智能 汽车创新发展战略（征求意见稿）》，指 出了中国标准智能汽车全面发展的六大战 略任务。智能网联汽车产业是一个大的产
2.2 虚拟功能总线 VFB 及运行环境 RTE AUTOSAR 将底层基础软件和网络结构 抽象成虚拟的功能总线，即 VFB，它是各类 通信机制的一个集合。运行时环境 RTE 是指 单个 ECU 上对 VFB 接口的实现。由于各个 软件组件之间无法实现直接通信，因此，需 要 RTE 进行相应的封装，提供层间通信所需 的 API，进而使用端口等方式进行数据信息 交互。也就是说，软件组件只需向 VFB 发送 输出信号 [2]。 运行时环境 RTE 类似于面向对象编程的 主要思想，各个 ECU 和其所对应的 RTE 都 是特定的，RTE 负责各个软件组件与基础软 件之间的通信。简单来说，RTE 可以看作是 VFB 的接口实现。 2.3 基础软件层 BSW 基础软件可分为两个部分，分别是与硬 件不相关的基础软件，包括操作系统、服务、 通信等，以及和硬件相关的基础软件，包括 微控制器抽象层 MCAL、ECU 抽象层和复杂 驱动 CDD。其结构如图 2 所示。其中微控制 器抽象层包括硬件驱动程序，用于访问内存、 通信等。ECU 抽象层主要负责实现通信、内 容或者 I/O 的访问，为其提供统一的接口。
关键词：智能网联汽车；分层式结构；AUTOSAR 架构
1 引言
我国已积极开展智能网联汽车共性基础、 关键技术、行业产业急需的标准以及相关法 律法规的研究制定。国内主要整车企业已开 始在量产车上装备了 L2 级辅助驾驶系统产 品，并积极进行更高级自动驾驶技术及产品 的开发。整车企业的列装计划也促进了我国 自主辅助驾驶系统企业的快速发展。