AUTOSAR软件组件的数据类型和端口

摘要：SWC大体上可分为原子组件（Atomic SWC）和部件（Composition SWC）。原子级SWC是不可再分的，对应一个.c文件，这是最小单元，不可再分。部件可包含若干原子软件组件或部件。可运行实体（runnable）是组成SWC的更小单元，但在这个上下

软件组件（SWC）不仅是应用层ASW的核心，也是一些抽象层、复杂驱动层等实现的载体。

1.SWC的分类

SWC大体上可分为原子组件（Atomic SWC）和部件（Composition SWC）。原子级SWC是不可再分的，对应一个.c文件，这是最小单元，不可再分。部件可包含若干原子软件组件或部件。可运行实体（runnable）是组成SWC的更小单元，但在这个上下文中，SWC被视为最小单元，而runnable是其中的函数。

原子软件可根据不同用途分为以下几种类型：

1）应用软件组件（Application SWC）；

2）传感器/执行器软件组件（Sensor/Actuator SWC）；

3）标定参数软件组件（Parameter SWC）；

4）ECU抽象软件组件（ECU Abstraction SWC）；

5）复杂设备驱动软件组件（Complex Device Driver SWC）；

6）服务软件组件（Service SWC）；

应用软件组件主要用于实现应用层控制算法。

传感器/执行器软件组件用于处理具体传感器/执行器的信号，可以直接与ECU抽象层交互。

标定参数软件组件主要提供标定参数值。

ECU抽象软件组件提供访问ECU具体I/O的能力。该软件组件一般提供引用C/S接口的供型端口，即Server端，由其他软件组件（如传感器/执行器软件组件）的需型端口（Client端）调用。

此外，ECU抽象软件组件也可以直接和一些基础软件进行交互。

复杂设备驱动软件组件推广了ECU抽象软件组件，它可以定义端口与其他软件组件通信，还可以与ECU硬件直接交互。所以，该类软件组件灵活性最强，但由于其和应用对象强相关，从而导致其可移植性较差。

服务软件组件主要用于基础软件层，可通过标准接口或标准AUTOSAR接口与其他类型的软件组件进行交互。

2.软件组件的数据类型

AUTOSAR规范定义了三种数据类型（Data Type）：

1）应用数据类型（Application Data Type，ADT）；

2）实现数据类型（Implementation Data Type，IDT）；

3）基础数据类型（Base Type）。

应用数据类型是在软件组件设计阶段抽象出来的数据类型，用于表征实际物理世界的量，是提供给应用层使用的，仅仅是一种功能的定义，并不生成实际代码。

实现数据类型是代码级别的数据类型，是对应用数据类型的具体实现；它需要引用基础类型，并且还可以配置一些计算方法（Compute Method）与限制条件（Data Constaint）。

AUTOSAR中，对于Application Data Type没有强制要求使用，用户可以直接使用Implementation Data Type。若使用了Application Data Type，则必须进行数据类型映射（Data Type Mapping），即将Application Data Type与Implementation Data Type进行映射，从而对每个Application Data Type进行具体实现。

3.软件组件的端口与端口接口

软件组件的端口根据输入/输出方向可分为需型端口（Require Port，RPort）与供型端口（Provide Port，PPort），在AUTOSAR 4.1.1标准中又提出了供需端口（Provide and Require Port，PRPort）。

1）需型端口：用于从其他软件组件获得所需数据或所请求的操作；

2）供型端口：用于对外提供某种数据或某类操作；

3）供需端口：兼有需型端口与供型端口的特性。

需型端口可以和供型端口连接。

AUTOSAR软件组件端口：

由于端口仅定义了方向，所以AUTOSAR中用端口接口（Port Interface）来表征端口的属性，端口接口类型主要有如下几种：

1）发送者-接收者接口（Sender-Receiver Interface， S/R）；

2）客户端-服务器接口（Client-Server Interface，C/S）；

3）模式转换接口（Mode Switch Interface）；

4）非易失性数据接口（Non-volatile Data Interface）；

5）参数接口（Parameter Interface）；

6）触发接口（Trigger Interface）；

最常用的端口接口是1）、2）。

如下图，软件组件SWC1具有2个端口：其中一个引用的端口接口类型为发送者-接收者（S/R）接口，另一个引用的端口接口类型为客户端-服务器（C/S）接口。

对于引用发送者-接收者接口的一组端口而言，需型接口为接收者（Receiver），供型端口为发送者（Sender）。对于引用客户端-服务器接口的一组端口而言，需型端口为客户端（Client），供型端口为服务器（Server）。

AUTOSAR软件组件端口接口：

1）发送者-接收者端口

用于数据的传递关系，发送者发送数据到一个或多个接收者。该类型接口中定义一系列的数据元素（Data Elemet，DE），这些数据元素之间相互独立。如下图，发送者-接收者接口SR_Interface中定义了2个数据元素，名字分别为DE_1、DE_2，并且需要为每个数据元素赋予相应的数据类型。

注意：一个软件组件的多个需型端口、供型端口、供需端口可以引用同一个发送者-接收者接口，且它们可以使用该接口中所定义的任意一个或多个数据元素，而不一定使用所有数据元素。

2）客户端-服务器接口

客户端-服务器接口用于操作（Operation，OP），即函数调用关系，服务器是操作的提供者，多个客户端可以调用同一个操作，但同一个客户端不能调用多个操作。客户端-服务器接口定义了一系列操作（Operation），即函数，它（们）由引用该接口的供型端口所在地软件组件来实现，并提供给引用该接口的需型端口所在地软件组件调用。如下图所示，该客户端-服务器接口CS_Interface中定义了两个操作OP_1与OP_2，对于每个操作需要定义相关参数及其方向，即函数的形参。

客户端-服务器端口定义：