作者:Stephen Du
免责声明: 本文为个人学习笔记及总结,仅代表个人观点,尽可能保证内容准确性。复制/转发请注明来源/作者。
欢迎添加微信交流学习。
文章目录
1. 配置类/等级(Configuration Classes)
AUTOSAR软件分层架构里定义了以下三种配置等级/配置类(Configuration Classes):
1.1 Pre-compile time/预编译时
所有的代码和数据在编译器运行前就已经决定了,编译完成(这里指链接完得到二进制文件)后代码和有效数据同时放到ECU的FLASH中(指代码和数据均已被包含在二进制文件里面)。比如:
- 预处理指令(比如常见的宏定义#define,但不仅仅包含这个)。
配置为该类型的模块的所有源文件都必须作为目标代码交付(包含:xx.c/xx_structs.h/xx_cfg.h/xx_cfg.c)。
该类型的优缺点请见后面“变体”章节里面的示例1的解释。
1.2 Link time/链接时
编译某代码的时候不添加数据,数据是在链接阶段由链接器从其他模块添加进来的。链接完成后,代码和有效数据已被同时放到ECU的FLASH中(指代码和数据均已被包含在二进制文件里面)。主要指模块外的常量。
比如某模块A依赖于其他模块里面定义的常量数据,这些常量数据可以在模块A编译后仍可进行更改配置,且不用重新编译模块A。
注意上面是说的不用重新编译模块A,通常修改的数据对应的模块是需要重新编译的,整个工程也是需要重新链接生成目标文件的。
配置为该类型的模块,只要求xx.c文件作为目标代码交付(也就是用户不可更改该文件)。这意味着上面Pre-compile time里面的预编译指令在代码实现时需要转变为变量/常量。
该类型的优缺点请见后面“变体”章节里面的示例2的解释。
1.3 Post-build time/构建后
代码里面使用到的数据,在编译和链接完成后仍没有添加到里面,而是代码里面通过指针的方式指向某个FLASH地址,并且这个地址所对应的数据是空的(或者你理解所对应的数据是无效的,这就是为何我前面特别强调有效数据)。这些数据不是在编码阶段提供的,而通常是在制造过程中或以后阶段提供(工厂产线,4S店等)。主要指可重新加载的、模块外的常量,这和第二种非常相似,区别就在于数据可以在指定内存区域重新加载,如ECU产线从新刷写,标定数据等等。
什么意思呢,再说详细点,第二种里面那些常量没有特别指定内存区域,就保持默认的链接文件配置,那么他们的地址信息是变化的,可能你修改一行代码后就完全不一样了,这样的话你是没办法去直接修改他的值的,只能在源代码里面修改,然后重新编译。
但是第三种就解决了上述问题,有些特殊的数据,我们在链接文件里面单独划分一个独立的内存区域出来专门存放,划分出来的内存区域地址是固定的。这样即使编译完后我们想修改其中某个数据,我们可以直接去修改二进制文件即可/直接在线更新,不用重新编译。与之相关的常见应用有:CCP/XCP标定协议或bootloader升级程序/UDS等。
事实上这里(Post-build time)又可以细分为两种,分别为:构建后可加载(post build loadable),构建后可选择(post build selectable)。
可加载指:在运行时使用的数据是固定的。
可选择指:在运行时使用的数据是可选择的。
注意: “可加载” 和 “可选择” 这两个类是互斥的,在特定模块的特定变体种,不能同时包含两者的混合体。
这就是为什么有些资料说分为4种配置等级/类,就是把Post-build time里面细分的”可加载“和”可选择“两种拿出来说了。
在许多情况下,一个模块的配置参数包含多种不同的配置类。比如:一个模块里面的配置参数可能既有属于Post-build time类型的,同时也有属于Pre-compile time类型的。针对某个具体的参数,其也可以属于多种类型,这在每个文档里面的参数配置章节都有定义。但针对一个变体(Variant)每个配置参数只能分配一个配置类。
2. 变体(Variant)
上面提到的变体(Variant),其定义是:指每个模块的配置参数指定/分配到某个配置类即为一个变体。
由于不同的使用场景需要不同的配置类型。比如网关里面的可配置路由表,通常我们需要Post-build time类型。而针对静态路由表则需要Pre-compile time 类型。按照上面的定义,也就是说这个例子就对应两个变体了。标准提供了3种类型的变体,分别为:
- VARIANT-PRE-COMPILE
- VARIANT-LINK-TIME
- VARIANT-POST-BUILD
从名字上看和配置类是不是一一对应的?但其实他们的关系并不是一一对应的,而是遵循如下关系:
VARIANT-PRE-COMPILE:
- 这个变体只允许包含那些配置类为Pre-compile time的参数。
VARIANT-LINK-TIME:
- 这个变体只允许包含那些配置类为Pre-compile time以及Link time的参数。
VARIANT-POST-BUILD:
- 这个变体允许包含所有类型的配置类参数(Pre-compile time, Link time, Post-build time)。
为了更便于理解,这里用表格从两个方向来描述一下他们的关系。
变体 | 配置类 |
---|---|
VARIANT-PRE-COMPILE | Pre-compile time |
VARIANT-LINK-TIME | Pre-compile time, Link time |
VARIANT-POST-BUILD | All Classes: Pre-compile time, Link time, Post-build time |
配置类 | 变体 |
---|---|
Pre-compile time | ALL VARIANT:VARIANT-PRE-COMPILE, VARIANT-LINK-TIME, VARIANT-POST-BUILD |
Link time | VARIANT-LINK-TIME, VARIANT-POST-BUILD |
Post-build time | VARIANT-POST-BUILD |
上面第一个表中可以看到,虽然一个变体可以包含多个配置类,但如前文提到,在一个变体中,针对某个参数只能分配一个配置类。在一个变体中,不同的配置参数可以是不同的配置类。
如果可能的话,我们尽量将所有变体的配置参数都指定到相同的配置类。
之所以允许变体定义配置类的组合,是为了实现灵活性。下面通过一些示例说明变体的概念(注意,这些只是示例,你可以根据不同变体的含义做不同决定)。
示例1: 为实现最高效率,可能所有参数实现都是预编译(pre-compile time)类型
在该变体中,所有参数都是在预编译时间确定的。 一旦进行了编译(除了通过重新编译),就不可能更改任何参数。 因此,该变体具有最有效的能力,但也具有最小的灵活性。 预编译参数的一个很好的例子是DevelopmentErrorChecking。 这通常是通过预处理器实现的,以启用或禁用模块源特定区域的代码生成。 但是,如果您改变主意,则需要重新编译.
示例2: 通过添加链接时(Link time)类型参数提高灵活性
在该变体中,通过选择一些将在链接时确定的参数来增加灵活性。 因此,通常在此变体中将存在预编译和链接时参数的混合。 与示例1一样,预编译参数是在编译之前设置的,只能通过重新编译来更改。 同样,这里的DevelopmentErrorChecking参数是一个很好的例子。 因此,该模块通常将作为源代码交付。 其他参数可以在链接时设置,而无需重新编译模块。 例如,CAN控制器中的波特率可以在编译后通过将其设为链接时参数来确定。
在一个特定的变体中,参数只能在一个配置类中,一个参数对应多个配置类是不可能的。 但是,参数可以在两个变体之间从一个类更改为另一个类。
3. 配置集(Configuration sets)
在新版协议里面,配置集这个概念本身与配置等级/类无关,但其使用与配置类里面的Post-build time有关。我们可通过变体点(Variation points)提供单个或多个配置集。如果提供了多个配置集,则实际使用哪个可以在运行时通过绑定不同变体点来实现。这里其实所的就是前面我们提到的 “构建后可选择(post build selectable)”。
什么意思呢? 我们都知道,配置工具里面很多配置界面下都可以新建多个实体,也就是我们通过建立多个实体,每个实体里面的参数可能是针对车的不同运行工况(夏天,冬天)来配置的(这些参数可能需要下线后统一标定)。程序会根据当前工况自动切换这些参数/数据集。比如最常见的,在MCU模块中,我们针对正常运行时和进入随眠后的时钟配置肯定是不一样的,通常我们会创建两个实体,然后会生成相应的结构体配置数据,在使用的时候根据系统状态调用不用的实体来实现不同的功能。通常都是以指针方式来实现的。
注意: 4.1.x版本以前,多个配置集被建模为Post-build time的子类。