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AUTOSAR与arxml的文档解析

news 来源：原创 2025/5/9 11:52:07

如下是文档脑图

一、文档概述

该文档是 AUTOSAR 经典平台的应用接口用户指南，主要解释 **Al Table（应用接口表）** 的结构、方法论及相关技术细节，帮助开发者理解如何通过标准化接口实现软件组件的互操作性。

关键内容

目的：定义并发布稳定、广泛接受的汽车电子系统应用接口，支持跨厂商软件组件的通信。
结构：包含元模型表示、兼容性管理、生命周期状态、视图概念及 XML 生成规则等。

二、核心概念与示例

1. AUTOSAR 方法论

定义：一种工作流程，强调活动对工作产品的依赖关系，例如系统配置需基于 Al Table 输出。
示例：通过 Al Table 生成系统配置描述（.arxml文件），用于将软件组件映射到 ECU，并配置资源和时序要求。

2. 元模型表示

分类：模型元素分为三类：
- STANDARD：可直接使用的标准化元素（如物理单位Perc）。
- BLUEPRINT：需进一步定制的模板（如端口接口蓝图AbsCtrlIntvq）。
- EXAMPLE：辅助理解的示例组件（如WiprWshrMgr）。
示例：端口接口WipgSpdIntlReq1定义了数据元素Req，其类型为WipgSpdIntl1（BLUEPRINT）。

3. 兼容性与生命周期

向后兼容：确保新版本接口与旧版本兼容。例如，端口AbsFlgActv被标记为Obsolete，推荐使用AbsCtrlIntvg替代。

生命周期状态：跟踪元素状态（如Valid或Obsolete），示例如下：

xml

<LIFE-CYCLE-INFO>
  <LC-OBJECT-REF DEST="PORT-PROTOTYPE-BLUEPRINT">AbsFlgActv</LC-OBJECT-REF>
  <USE-INSTEAD-REFS>AbsCtrlIntvg</USE-INSTEAD-REFS>
</LIFE-CYCLE-INFO>

（引用自）

4. 应用接口视图

作用：通过视图过滤特定变体（如轿车或卡车的组件）。例如，Body视图包含车身相关的端口接口DoorSts1。
示例：在 Al 表中，PortPrototypeBlueprint的Views列标记为Body，表示该端口仅用于车身域。

5. Al 表结构

主要工作表：
- 04_Keywords：定义关键词（如Prepn代表 “Preparation”）。
- 06_Interface_DataElements：定义发送 - 接收接口的数据元素，例如TrsmRatGear1接口包含Gear和Rat两个数据元素。
- 07_DataTypes_ContinuousValue：定义连续值类型（如Perc8表示百分比，分辨率 0.00031）。

三、XML 生成示例

Al 表数据可生成符合 AUTOSAR 标准的 XML 文件。例如，数据类型Perc8的 XML 表示如下：

xml

<APPLICATION-PRIMITIVE-DATA-TYPE>
  <SHORT-NAME>Perc8</SHORT-NAME>
  <SW-DATA-DEF-PROPS>
    <COMPU-METHOD-REF>LinearConversion</COMPU-METHOD-REF>
    <UNIT-REF>Percent</UNIT-REF>
  </SW-DATA-DEF-PROPS>
</APPLICATION-PRIMITIVE-DATA-TYPE>

（对应 Al 表中的连续值类型定义，引用自）

四、总结

文档通过结构化的 Al 表和方法论，帮助开发者实现汽车电子系统的标准化接口设计，确保跨平台兼容性和可维护性。示例覆盖从元模型分类到 XML 生成的全流程，为实际开发提供了具体指导。

第 1 章：文档概述

1.1 文档目的

目标：解释 **Al Table（应用接口表）** 的结构、方法论及技术细节，帮助开发者维护标准化应用接口。
适用对象：需处理跨厂商软件组件互操作性的开发人员，尤其是涉及车身、动力总成等领域的工程师。
内容范围：涵盖 Al Table 的元模型表示、兼容性管理、生命周期状态及 XML 生成规则。

1.2 文档结构

章节概览：
- 第 2 章：介绍 Al Table 的组成、域结构及方法论背景。
- 第 3 章：详细阐述 AUTOSAR 方法论，包括系统配置、ECU 提取等流程。
- 后续章节：讨论元模型表示、兼容性、视图概念等（超出当前范围）。

第 2 章：应用接口表介绍

2.1 Al Table 的定义与作用

核心功能：作为管理标准化应用接口的用户界面，通过 Excel 表格和宏生成 XML 文件（.arxml），用于数据交换。
输入与输出：
- 输入：基于 AUTOSAR 元模型定义的模板数据。
- 输出：符合 XSD 规范的 XML 文件，包含接口、数据类型等结构化信息。

2.2 Al Table 的结构

主要工作表（示例）：

工作表名称	作用	示例
04_Keywords	定义关键词及其缩写（如`Prepn`代表 “Preparation”）	`Prepn`用于生成短名称`PrepnCtrl`
05_TopLevel	跨域端口连接矩阵（如`Body`域与`Powertrain`域的连接）	`DoorSts1`端口在`Body`域标记为提供者（P），在`Powertrain`域标记为接收者（R）
06_Interface_DataElements	定义发送 - 接收接口的数据元素（如信号名称、类型）	`TrsmRatGear1`接口包含`Gear`（类型`Nr4`）和`Rat`（类型`Fac1`）

2.3 域的结构概述

覆盖领域：
- 顶级域：跨域接口（如0500_TopLevel工作表）。
- 子域：车身（0501_Body）、动力总成（0502_Powertrain）、底盘（0503_Chassis）等。
示例：在0501_Body工作表中，CentralLocking组件通过DoorSts1接口与其他域交互。

第 3 章：AUTOSAR 方法论

3.1 方法论定义

目标：提供系统开发的技术框架，强调活动对工作产品的依赖关系。
核心流程：
1. 系统配置：将软件组件映射到 ECU，定义资源和时序约束（输出：.arxml文件）。
2. ECU 提取：从系统配置中提取特定 ECU 的信息。
3. ECU 配置：配置 ECU 的任务调度、基础软件模块等。
4. 生成可执行文件：编译并链接代码，生成 ECU 可执行文件。

3.2 关键文档支持

相关文档：
- 《软件组件模板》：定义软件组件的元模型（如组合类型、端口）。
- 《标准化模板》：支持蓝图方法，指导标准化元素的交付。
- 《通用结构模板》：补充元模型定义，提供方法论框架。

3.3 方法论示例

场景：通过 Al Table 生成WiprWshr组合的系统配置：
1. 在050108_WiperWasher工作表中定义WiprWshrMgr组件及其端口。
2. 通过宏验证数据一致性（如端口连接是否唯一）。
3. 生成.arxml文件，包含组件引用、数据类型和连接器定义。

总结

前三章通过结构化的 Al Table 和 AUTOSAR 方法论，为汽车电子系统的标准化接口设计提供了框架。文档强调跨域协作、数据重用及兼容性管理，结合具体示例（如关键词定义、端口连接矩阵），帮助开发者理解如何通过 Al Table 实现高效开发。

第 4 章：Al Table 的元模型表示

4.1 模型元素分类

STANDARD：可直接使用的标准化元素（如物理单位Perc）。
- 示例：单位DegCgrd定义为温度单位（degC），映射到热力学温度（K = degC + 273.15）。
BLUEPRINT：需进一步定制的模板（如端口接口蓝图AbsCtrlIntvq）。
- 示例：AbsCtrlIntvq蓝图定义了 ABS 控制接口，可派生为具体端口AbsCtrlIntvg。
EXAMPLE：辅助理解的示例组件（如WiprWshrMgr）。

4.2 元模型图与 Al 表的关系

组合类型：通过CompositionSwComponentType定义组件组合（如WiprWshr包含WiprWshrMgr和WshrFrnt）。
端口原型：PortPrototypeBlueprint作为蓝图，派生为具体端口（如WipgSpdIntlFromHmi）。
数据类型：ApplicationDataTypes定义信号类型（如Perc8表示百分比，分辨率 0.00031）。

第 5 章：向后兼容性

5.1 兼容性定义

目标：确保新版本接口与旧版本兼容，支持混合实现。
关键元素：
- 端口名称：需保持一致（如DoorSts1在新旧版本中名称不变）。
- 数据类型：枚举值、分辨率等需兼容（如TrsmTyp1枚举新增值需不破坏旧逻辑）。

5.2 兼容性示例

场景：端口AbsFlgActv被标记为Obsolete，推荐使用AbsCtrlIntvg替代：

xml

<LIFE-CYCLE-INFO>
  <LC-OBJECT-REF>AbsFlgActv</LC-OBJECT-REF>
  <USE-INSTEAD-REFS>AbsCtrlIntvg</USE-INSTEAD-REFS>
</LIFE-CYCLE-INFO>

（引用自文档段落）

第 6 章：生命周期状态

6.1 状态表示

Valid：默认状态，表示元素正常使用。
Obsolete：元素被弃用，需替换（如AbsFlgActv被AbsCtrlIntvg替代）。
示例：在 Al 表中，PortPrototype的Life Cycle State列标记为Obsolete，并指定替代元素。

6.2 XML 映射

生命周期信息存储于.arxml文件中：

xml

<LIFE-CYCLE-INFO>
  <PERIOD-BEGIN>4.1.1</PERIOD-BEGIN>
  <REMARK>端口短名称合并：接收者应使用提供者的短名称</REMARK>
</LIFE-CYCLE-INFO>

第 7 章：应用接口中的视图概念

7.1 视图作用

目标：支持不同变体（如轿车、卡车）的配置管理。
示例：
- Body 视图：包含DoorSts1端口（车身域）。
- Powertrain 视图：包含EngN1端口（动力总成域）。

7.2 视图实现

在 Al 表中通过Views列标记元素所属视图（如Body、Pt）：

plaintext

| PortPrototypeShortName | Views     |
|-------------------------|-----------|
| DoorSts1                | Body      |
| EngN1                   | Powertrain|

第 8 章：Al 表的结构

8.1 主要工作表

工作表名称	作用	示例
0501_Body	车身域组件配置（如`CentralLocking`）	`CentralLocking`组件通过`DoorSts1`接口与其他组件交互
06_Interface_ClientServer	客户端 - 服务器接口定义（如`TrsmRatGear1`）	`TrsmRatGear1`接口包含`GetTrsmRatGear`操作，参数`Gear`和返回值`Rat`
09_DataTypes_Array	数组类型定义（如`TirePPerWhl1`包含 5 个`P1`元素）	`TirePPerWhl1`表示每个车轮的胎压数据

8.2 工作表关系

数据依赖：06_Interface_DataElements引用07_DataTypes_ContinuousValue中的类型定义。
示例：TrsmRatGear1接口的数据元素Rat类型为Fac1（定义于07_DataTypes_ContinuousValue）。

第 9 章：Al 表数据与 XML 输出的关系

9.1 XML 生成规则

包结构：
- PhysicalDimensions：存储物理维度（如长度、温度）。
- PortInterfaces_Blueprint：存储接口蓝图（如WipgSpdIntlReq1）。

引用机制：

xml

<VARIABLE-DATA-PROTOTYPE>
  <TYPE-TREF DEST="APPLICATION-PRIMITIVE-DATA-TYPE">Perc8</TYPE-TREF>
</VARIABLE-DATA-PROTOTYPE>

9.2 示例 XML 片段

xml

<COMPOSITION-SW-COMPONENT-TYPE>
  <SHORT-NAME>WiprWshr</SHORT-NAME>
  <PORTS>
    <R-PORT-PROTOTYPE>WipgSpdIntlFromHmi</R-PORT-PROTOTYPE>
  </PORTS>
</COMPOSITION-SW-COMPONENT-TYPE>

（对应 Al 表中050108_WiperWasher工作表的配置）