AUTOSAR Classic 平台与 RTE

┌─────────────────────────────────────┐
│  应用层：SWC（软件组件）              │
│  - 功能逻辑，硬件无关                 │
├─────────────────────────────────────┤
│  RTE（运行时环境）                    │
│  - SWC 之间、SWC 与 BSW 之间的通信中介 │
├─────────────────────────────────────┤
│  服务层（Services）                   │
│  - OS、COM、NVM、诊断、网络管理        │
├─────────────────────────────────────┤
│  ECU 抽象层（ECU Abstraction）        │
│  - IO 抽象、通信硬件抽象、存储器抽象    │
├─────────────────────────────────────┤
│  微控制器抽象层（MCAL）               │
│  - 驱动：CAN、ADC、DIO、Flash、GPT     │
├─────────────────────────────────────┤
│  微控制器（硬件）                     │
└─────────────────────────────────────┘

复杂驱动（CDD）：
  跨越所有层的例外，直接访问硬件
  用于 AUTOSAR 未覆盖的特殊外设
  认证时必须单独论证

上电
  → EcuM 初始化 MCU 时钟、内存
  → 初始化 MCAL（Can、Adc...）
  → 初始化 MemIf → Fee → NvM（读持久化数据）
  → 初始化 Com → PduR → CanIf → Can（通信就绪）
  → 初始化 Dem、Dcm（诊断就绪）
  → BswM 进入 RUN 模式
  → RTE 启动 → SWC 的 Init Runnable 执行
  → OS 启动调度，周期任务开始

端口类型：
  P-Port（Provide）：提供服务
  R-Port（Require）：请求服务

接口类型：
  Sender-Receiver（S/R）：数据传递，一对一/一对多
    - 有队列（队列长度可配）或无队列（覆盖）
    - 数据一致性：用 E2E 保护

  Client-Server（C/S）：函数调用
    - 同步或异步（异步返回用 callback）

Runnable：
  SWC 内可被调度的函数
  - Init Runnable：初始化，执行一次
  - Periodic Runnable：周期执行
  - Triggered Runnable：事件触发
  - Operation Runnable：响应 C/S 调用

示例（一个车速显示的 SWC）：
  R-Port：VehicleSpeed（S/R，来自 CAN）
  P-Port：DisplaySpeed（S/R，输出到仪表）
  Runnable：ReadSpeed（周期 20 ms）

RTE 生成器输入：
  SWC 描述（ARXML）：端口、Runnable、触发条件
  ECU 配置：SWC 到 ECU 的映射、任务映射
  通信矩阵：信号到 COM 的映射

RTE 生成器输出：
  Rte.c / Rte.h：通信 API
  Rte_<SWC>.c：SWC 的框架代码
  任务主体：把 Runnable 挂到 OS Task

RTE API 示例：
  /* 发送信号 */
  Rte_Write_DisplaySpeed_speed(value);

  /* 接收信号（带超时） */
  Rte_Read_VehicleSpeed_speed(&speed);

  /* C/S 调用 */
  Rte_Call_MyPort_MyOperation(arg, &result);

<!-- 一个 SWC 的简化 ARXML 片段 -->
<APPLICATION-SW-COMPONENT-TYPE>
  <SHORT-NAME>SpeedDisplay</SHORT-NAME>
  <PORTS>
    <R-PORT-PROTOTYPE>
      <SHORT-NAME>VehicleSpeed</SHORT-NAME>
      <REQUIRED-INTERFACE-TREF>/Interfaces/Speed_SR</REQUIRED-INTERFACE-TREF>
    </R-PORT-PROTOTYPE>
  </PORTS>
  <INTERNAL-BEHAVIORS>
    <RUNNABLE-ENTITY>
      <SHORT-NAME>ReadSpeed</SHORT-NAME>
      <MINIMUM-START-INTERVAL>0.02</MINIMUM-START-INTERVAL>
    </RUNNABLE-ENTITY>
  </INTERNAL-BEHAVIORS>
</APPLICATION-SW-COMPONENT-TYPE>

任务类型：
  基本任务（Basic Task）：无等待，跑完就绪队列切换
  扩展任务（Extended Task）：可等待事件（WaitEvent）
  两者混用需谨慎，扩展任务开销大

调度策略：
  完全抢占式（Full Preemptive）：高优先级立即抢占
  非抢占式（Non Preemptive）
  混合式：按任务配置

优先级：
  数字越大优先级越高
  资源（Resource）用优先级天花板协议防优先级反转

中断：
  Category 1：不经过 OS，最快，不调用 OS 服务
  Category 2：由 OS 管理，可调用 OS 服务

计数器（Counter）与警报（Alarm）：
  计数器记录 tick（如 1 ms）
  警报在计数到达时触发任务或事件
  周期任务 = 用 Alarm 周期激活

调度表（Schedule Table）：
  定义一组「到期点（Expiry Point）」
  每个到期点激活特定任务或设置事件
  保证确定性执行顺序

  示例（1 ms 周期，4 个到期点）：
    T=0      → 激活 Task_10ms_A
    T=250us  → 激活 Task_10ms_B
    T=500us  → 激活 Task_1ms_C
    T=750us  → 设置事件 Ev_High

时间保护（Timing Protection，ASIL D 必需）：
  执行时间保护：任务执行超过预算 → 触发保护钩子
  到达率保护：任务激活过于频繁 → 触发保护
  锁时间保护：任务持锁超时 → 触发保护

  保护动作：终止任务、记录、进入安全状态

  配置示例：
    Task_Period = 10 ms
    ExecutionBudget = 2 ms
    TimeFrame = 10 ms  ← 到达率保护窗口

主要 MCAL 模块：
  Can / CanIf     ：CAN 控制器驱动
  Adc             ：模数转换
  Dio             ：数字 IO
  Pwm             ：PWM 输出
  Gpt             ：通用定时器
  Fls / Fee       ：Flash 驱动 / Flash EEPROM 仿真
  Spi             ：SPI 通信
  Wdg             ：看门狗
  Mcu             ：时钟、复位、电源

配置方式：
  用芯片厂商的配置工具（如 Infineon AURIX 的 EB tresos）
  生成 Mcu_Cfg.c、Can_Cfg.c 等配置文件
  通过 ARXML 与其他 BSW 模块集成

多核（AURIX TC3xx 有 6 核）：
  每个核可跑独立 OS
  MCAL 支持多核，注意共享外设的核间同步
  核间通信（IOC）用 MCAL 的 Ipc 模块

典型工具链组合：
  系统设计：PREEvision / DaVinci Developer（Vector）
  ECU 配置：DaVinci Configurator / EB tresos（Elektrobit）
  MCAL 配置：芯片厂商工具
  OS 配置：DaVinci Configurator
  代码生成：各工具自带生成器
  编译：Tasking / GHS / IAR 编译器

生成流程：
  1. 系统设计工具产出系统 ARXML
  2. ECU 提取 → 单 ECU 配置 ARXML
  3. 导入 ECU 配置工具，配置 BSW
  4. 生成 BSW 代码 + RTE 代码
  5. 集成 SWC 代码（手写或 Simulink 生成）
  6. 编译链接 → 可执行文件
  7. 刷入 ECU，用 CANoe 验证

坑点：
  不同工具 ARXML 版本不一致
  配置项名称在各版本间会变
  生成代码不可手改（会被覆盖）