專利名稱：從autosar系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車電子軟件開發(fā)技術(shù)，尤其是涉及從AUT0SAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法。
背景技術(shù)：
AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)是汽車電子開放系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)配置(System Configuration)是AUTOSAR方法論中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它定義了系統(tǒng)中硬件拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)通信和系統(tǒng)映射等配置信息，其中系統(tǒng)映射規(guī)定了系統(tǒng)中軟件組件到電控單元的映射關(guān)系，數(shù)據(jù)元素到網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的映射關(guān)系，電控單元端口發(fā)送接收網(wǎng)絡(luò)信號(hào)關(guān)系等， 實(shí)現(xiàn)了軟硬件的解耦。硬件拓?fù)湟?guī)定了系統(tǒng)中的硬件信息，表現(xiàn)為電控單元和總線的連接方式，是系統(tǒng)配置的基礎(chǔ)，它包括的元素有電控單元(ECTInstance),通信控制器(CommunicationController),連接器(Connector),電控單兀通信端口(EcuCommunicationPort)，通信族(CommunicationCluster)和物理信道 (PhysicalChannel)等。網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)定了系統(tǒng)中電控單元間通信的信息交換格式，是系統(tǒng)配置不可缺少的組成成分。依據(jù)AUTOSAR的網(wǎng)絡(luò)通信分層模型，其主要元素包括應(yīng)用層系統(tǒng)信號(hào) (SystemSignal)、交互層信號(hào)(ISignal),交互層通信數(shù)據(jù)單元(IPdu),數(shù)據(jù)鏈路層中貞 (Frame)等，交換的數(shù)據(jù)經(jīng)過各層封裝成數(shù)據(jù)鏈路層的幀，在物理信道中傳輸。系統(tǒng)配置中定義了軟硬件的映射關(guān)系，規(guī)定了軟件組件到電控單元的映射關(guān)系， 具體的數(shù)據(jù)元素到應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的映射關(guān)系，連接到物理信道上的電控單元通信端口到數(shù)據(jù)鏈路層幀的映射關(guān)系。AUTOSAR系統(tǒng)配置很好的實(shí)現(xiàn)了軟硬件的分離，系統(tǒng)映射關(guān)注于如何將軟件和硬件的映射關(guān)聯(lián)起來。隨著汽車電子軟件規(guī)模不斷增大，汽車上的軟件組件和電控單元數(shù)量不斷增多， 導(dǎo)致開發(fā)成本不斷增大；其次，AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)元素層次復(fù)雜，同時(shí)，AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)中并未定義出一套用于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)檢查和管理的機(jī)制，也沒有對(duì)電控單元通信端口發(fā)送接收數(shù)據(jù)鏈路層幀做出任何明確約束。最后，當(dāng)系統(tǒng)配置階段元素眾多，加上和硬件拓?fù)潢P(guān)系復(fù)雜，在實(shí)際工程開發(fā)中后續(xù)會(huì)發(fā)現(xiàn)原先定義的網(wǎng)絡(luò)配置甚至系統(tǒng)映射錯(cuò)誤，造成工程開發(fā)的延誤。而由于AUTOSAR復(fù)雜的層次關(guān)系導(dǎo)致簡(jiǎn)單的驗(yàn)證規(guī)則實(shí)施起來比較困難，因此迫切需要提供一種對(duì)系統(tǒng)配置驗(yàn)證的簡(jiǎn)單高效的方法。綜上，面對(duì)使用AUTOSAR方法開發(fā)汽車電子產(chǎn)品的特殊需求，針對(duì)以網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ)的電控單元間通信和汽車電子領(lǐng)域的特點(diǎn)，需要一種正確高效地驗(yàn)證AUTOSAR系統(tǒng)配置元素的方法
發(fā)明內(nèi)容
為了克服在AUTOSAR方法論開發(fā)過程中系統(tǒng)配置容易出錯(cuò)，驗(yàn)證規(guī)則難以實(shí)施的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種從AUTOSAR系統(tǒng)配置中提取通信矩陣的方法，通過通信矩陣的驗(yàn)證規(guī)則來達(dá)到對(duì)系統(tǒng)配置信息的驗(yàn)證。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下I.從AUTOSAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，包括如下步驟I)分析并獲得從AUTOSAR系統(tǒng)中通信簇的通信矩陣信息；2)確定需要分析的通信簇，獲得該通信簇包含的物理信道；3)獲取系統(tǒng)中所有和所述通信簇有連接關(guān)系的電控單元，建立所述電控單元包含的電控單元通信接口到物理信道鏈表的哈希表；4)獲取每個(gè)物理信道上連接的幀觸發(fā)，得到所述幀觸發(fā)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈路層幀，建立物理信道到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表；5)計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層幀包含的系統(tǒng)信號(hào)，建立系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表；6)建立通信矩陣有向圖，所述通信矩陣有向圖以所述電控單元通信端口為頂點(diǎn)， 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)為邊的有向圖，所述邊表示系統(tǒng)信號(hào)在兩個(gè)電控單元通信端口之間傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從AUTOSAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，其特征在于，所述步驟3)中建立電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表的具體步驟包括21)獲取系統(tǒng)中包含的電控單元；22)對(duì)每個(gè)電控單元，獲得其包含的連接器；23)對(duì)每個(gè)連接器獲得連接的物理信道，如果物理信道不被通信簇包含，則跳過； 否則，獲得該連接器包含的電控單元通信端口，建立電控單元通信端口到物理信道鏈表的映射。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從AUTOSAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，其特征在于，所述步驟5)中建立系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表的具體步驟包括31)獲取數(shù)據(jù)鏈路層幀包含的交互層通信數(shù)據(jù)單元；32)獲取交互層通信數(shù)據(jù)單元包含的交互層信號(hào)；33)獲取交互層信號(hào)引用的抽象信號(hào)；34)如果抽象信號(hào)是一種系統(tǒng)信號(hào)組，得到系統(tǒng)信號(hào)組包含的系統(tǒng)信號(hào)，添加每個(gè)系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的映射；如果抽象信號(hào)是一種系統(tǒng)信號(hào)，則直接添加系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的映射。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從AUTOSAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，其特征在于，所述步驟6)中建立通信矩陣有向圖的具體步驟包括41)獲得電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表，以電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表中的關(guān)鍵字為頂點(diǎn)建立一個(gè)通信矩陣有向圖；42)在系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表中，對(duì)每個(gè)系統(tǒng)信號(hào)，找到其對(duì)應(yīng)的鍵值數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表；43)對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表中的每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層幀，在物理信道到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表中，尋找值包含該數(shù)據(jù)鏈路層幀的所有的映射關(guān)系，獲得所有的鍵值物理信道鏈表；
44)對(duì)每個(gè)物理信道，在電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表中，尋找值包含該物理信道的所有映射關(guān)系，獲得所有的鍵值電控單元通信端口鏈表；45)在每個(gè)系統(tǒng)信號(hào)到電控單兀通信端口聊表的映射關(guān)系中，對(duì)于鏈表中方向?yàn)榘l(fā)送的通信端口，建立到列表中方向?yàn)榻邮盏耐ㄐ哦丝诘挠邢蜻叄叺臋?quán)值為系統(tǒng)信號(hào)。本發(fā)明具有如下有益效果I.本發(fā)明可以將由于多層AUTOSAR體系對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)配置可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的隱患，提前至系統(tǒng)配置階段，增加了開發(fā)效率。2.本發(fā)明針對(duì)AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)，生成的通信矩陣模型具有通用性，在汽車電子領(lǐng)域廣泛使用，增加了 AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)和其它汽車電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的融合，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。3.本發(fā)明生成的通信矩陣模型方便用戶查看網(wǎng)絡(luò)信號(hào)(幀)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送和接收的情況，可視化了用戶的配置，增加了 AUTOSAR系統(tǒng)配置工具的用戶友好性。


圖I本發(fā)明實(shí)施案例對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)配置模型；圖2本發(fā)明分析并獲得系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)通信簇的通信矩陣信息；圖3本發(fā)明建立電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表；圖4本發(fā)明建立系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表； 圖5本發(fā)明建立通信矩陣有向圖；圖6本發(fā)明實(shí)施案例建立的通信矩陣有向圖對(duì)應(yīng)的連接矩陣表現(xiàn)形式。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是通過對(duì)AUTOSAR系統(tǒng)配置中硬件拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)配置、系統(tǒng)映射的信息進(jìn)行分析，提取其中的通信信息，建立汽車電子領(lǐng)域常用的通信矩陣模型，對(duì)系統(tǒng)配置是否正確、合理進(jìn)行驗(yàn)證，將錯(cuò)誤驗(yàn)證提早到AUTOSAR方法論的系統(tǒng)配置階段。AUTOSAR硬件脫坡模型包括電控單元(EQJInstance),連接器(Connector),電控單兀通信端口(ECUCommuni cat ionPort),通信族(CommunicationCluster),物理信道 (PhysicalChannel)等。連接器連接在物理信道上，表示通過該信道傳輸幀，電控單元通信端口定義要傳輸?shù)闹胸?。AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)通信模型分為應(yīng)用層、交互層、數(shù)據(jù)鏈路層。一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層幀 (Frame)中的有效載荷區(qū)可以包含一個(gè)或多個(gè)交互層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(IPdu)，對(duì)于常見的 CAN網(wǎng)絡(luò)或LIN網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)rame中只能包含一個(gè)IPdu。每個(gè)IPdu中可能包含一個(gè)或多個(gè)交互層信號(hào)(ISignal),每個(gè)ISignal只能引用一個(gè)系統(tǒng)信號(hào)(SystemSignal)或系統(tǒng)信號(hào)組 (SystemSignalGroup) AUTOSAR系統(tǒng)映射定義了包括電控單元通信端口發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層中貞等的映射關(guān)系。實(shí)施例一如附圖I所示，描述該模型包含的元素(I)文件中包含兩個(gè)電控單元信息ecul和ecu2，一個(gè)通信簇busl和一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路中貞frame I
(2) ecul中包含一個(gè)連接器ecul_connectorl, ecu2中包含一個(gè)連接器ecu2_ connector I, ecul_connector I 包含一個(gè)通信端口 ecul_portl, ecu2_connectorl 包含一個(gè)通信端口 ecu2_portl(3)busl 中包含一個(gè)物理信道 physicalchannell,physicalchannell 包含一個(gè)中貞角蟲發(fā) frameTriggerl, frameTriggerl 引用 frame I 和 ecul_portl、ecu2_portl(4) framel包含交互層通信數(shù)據(jù)單元ipdul, ipdul包含交互層信號(hào)iSignall, iSignal引用抽象信號(hào)sysSignall在附圖I系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，包括以下步驟I、如附圖2，從文件中獲得系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)通信簇的通信矩陣信息，計(jì)算得到系統(tǒng)配置模型中通信矩陣有向圖；I. I確定需要分析的通信簇busl，獲得通信簇包含的物理信道為 physicalchannelI ；I. 2從文件中獲得系統(tǒng)中所有和該通信簇busl有連接關(guān)系的電控單元ecul和 ecu2,建立電控單元包含的電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表,為ecul_portl到 physicalchannelI, ecu2_portl 到 physicalchannelI 的映射關(guān)系，如表 I 所不；表I
權(quán)利要求
1.從AUT0SAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，其特征在于，包括如下步驟1)分析并獲得從AUT0SAR系統(tǒng)中通信簇的通信矩陣信息；2)確定需要分析的通信簇，獲得該通信簇包含的物理信道；3)獲取系統(tǒng)中所有和所述通信簇有連接關(guān)系的電控單元，建立所述電控單元包含的電控單元通信接口到物理信道鏈表的哈希表；4)獲取每個(gè)物理信道上連接的幀觸發(fā)，得到所述幀觸發(fā)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈路層幀，建立物理信道到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表；5)獲取每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層幀包含的系統(tǒng)信號(hào)，建立系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表;6)建立通信矩陣有向圖，所述通信矩陣有向圖以所述電控單元通信端口為頂點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)為邊的有向圖，所述邊表示系統(tǒng)信號(hào)在兩個(gè)電控單元通信端口之間傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從AUT0SAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，其特征在于，所述步驟3)中建立電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表的具體步驟包括21)獲取系統(tǒng)中包含的電控單元；22)對(duì)每個(gè)電控單元，獲得其包含的連接器；23)對(duì)每個(gè)連接器獲得連接的物理信道，如果物理信道不被通信簇包含，則跳過；否則，獲得該連接器包含的電控單元通信端口，建立電控單元通信端口到物理信道鏈表的映射。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從AUT0SAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，其特征在于，所述步驟5)中建立系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表的具體步驟包括31)獲取數(shù)據(jù)鏈路層幀包含的交互層通信數(shù)據(jù)單元；32)獲取交互層通信數(shù)據(jù)單元包含的交互層信號(hào)；33)獲取交互層信號(hào)引用的抽象信號(hào)；34)如果抽象信號(hào)是一種系統(tǒng)信號(hào)組，得到系統(tǒng)信號(hào)組包含的系統(tǒng)信號(hào)，添加每個(gè)系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的映射；如果抽象信號(hào)是一種系統(tǒng)信號(hào)，則直接添加系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的映射。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的從AUT0SAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法，其特征在于，所述步驟6)中建立通信矩陣有向圖的具體步驟包括41)獲得電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表，以電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表中的關(guān)鍵字為頂點(diǎn)建立一個(gè)通信矩陣有向圖；42)在系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表中，對(duì)每個(gè)系統(tǒng)信號(hào)，找到其對(duì)應(yīng)的鍵值數(shù)據(jù)鏈路層巾貞鏈表；43)對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表中的每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層幀，在物理信道到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表中，尋找值包含該數(shù)據(jù)鏈路層幀的所有的映射關(guān)系，獲得所有的鍵值物理信道鏈表;44)對(duì)每個(gè)物理信道，在電控單元通信端口到物理信道鏈表的哈希表中，尋找值包含該物理信道的所有映射關(guān)系，獲得所有的鍵值電控單元通信端口鏈表；45)在每個(gè)系統(tǒng)信號(hào)到電控單兀通信端口聊表的映射關(guān)系中，對(duì)于鏈表中方向?yàn)榘l(fā)送的通信端口，建立到列表中方向?yàn)榻邮盏耐ㄐ哦丝诘挠邢蜻叄叺臋?quán)值為系統(tǒng)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了從AUTOSAR系統(tǒng)配置模型中提取通信矩陣的方法,包括:分析并獲得從AUTOSAR系統(tǒng)中通信簇的通信矩陣信息；確定需要分析的通信簇，獲得該通信簇包含的物理信道；獲取系統(tǒng)中所有和所述通信簇有連接關(guān)系的電控單元，建立所述電控單元包含的電控單元通信接口到物理信道鏈表的哈希表；獲取每個(gè)物理信道上連接的幀觸發(fā)，得到所述幀觸發(fā)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈路層幀，建立物理信道到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表；計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層幀包含的系統(tǒng)信號(hào)，建立系統(tǒng)信號(hào)到數(shù)據(jù)鏈路層幀鏈表的哈希表；建立通信矩陣有向圖，可以將由于多層AUTOSAR體系對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)配置可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的隱患，提前至系統(tǒng)配置階段，增加了開發(fā)效率。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102611741SQ20121003717
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者吳朝暉, 姜旭鋒, 李紅, 楊國(guó)青, 楊玉皓, 沈哲, 耿莉莉 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)