Autosar là gì? Cấu tạo và mục tiêu chính của Autosar

Nếu bạn đang thắc mắc Autosar là gì thì đây là một thuật ngữ quen thuộc trong ngành công nghiệp ô tô. Autrosar đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự tương tác và tương thích giữa các thành phần điện tử khác nhau trên các loại ô tô.

Autosar là gì? 

Autosar được biết đến là thuật ngữ viết tắt của cụm từ "Architecture of Open Systems for Automotive Electronic Control Units". Tạm dịch trong tiếng Việt là Kiến trúc Hệ thống Mở cho Điều khiển Điện tử Ô tô. 

Đây là một kiến trúc phân lớp với các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn, được quy định bởi các công ty gồm BMW Group, Bosch, Ford, Volkswagen, Continental, Daimler, General Motors, PSA Group và Toyota. Những công ty này là thành viên chính trong mối quan hệ đối tác sáng lập ra tiêu chuẩn Autorsar. 

Autorsar được phát triển theo một mô hình phân lớp giống với mô hình OSI. Các lớp trong mô hình này có nhiệm vụ xử lý cũng như trừu tượng hóa các hoạt động khác nhau của mã code. Do đó, Autosar có vai trò quan trọng trong các ứng dụng automotive như FlexRay, Ethernet, v.v. 

Với sự phát triển của lĩnh vực công nghệ xe ô tô ngày càng tiến xa, các công ty sản xuất ô tô cần phải thiết lập ra những tiêu chuẩn chung để quản lý hệ thống điện tử trên các dòng xe ô tô mới. Vì thế nên Autosar rất cần thiết và quan trọng đối với lĩnh vực công nghệ ô tô hiện nay. 

Autosar là kiến trúc phân lớp với các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn

Cấu tạo của tiêu chuẩn Autosar 

Autosar sử dụng mô hình phân lớp để tổ chức và quản lý các thành phần của hệ thống điều khiển trong xe ô tô. Mô hình này giúp tách biệt chức năng của các phần khác nhau, tạo điều kiện cho sự linh hoạt, tái sử dụng mã nguồn, và tăng tính mô đun của hệ thống. Dưới đây là những thành phần tiêu chuẩn và quan trọng trong kiến trúc phân lớp của Autosar:

Application Layer

Với tầng Application, tại đây chứa code ứng dụng, bao gồm các chương trình điều khiển và các dịch vụ ứng dụng khác nhau gọi là SWCs - Software Components cho các tính năng mà ECU cần hỗ trợ. Chức năng chính của tầng này là xử lý các nghiệp vụ cụ thể của hệ thống, ví dụ như điều khiển động cơ, hệ thống lái, hệ thống phanh, và các chức năng khác.

Runtime Environment

Tầng Runtime Environment thường được gọi tắt là RTE. Đây là tầng cung cấp một môi trường chung cho các ứng dụng, giúp các giao tiếp và tương tác giữa các SWCs và ECU không phụ thuộc vào chi tiết cụ thể của phần cứng. Chức năng chính của tầng này là quản lý việc thực thi và giao tiếp giữa các ứng dụng, quản lý bộ nhớ, quản lý thời gian thực, và giao tiếp liên ứng dụng.

Basic Software Layer

Vai trò của tầng Basic Software chính là cung cấp các dịch vụ cơ bản và chức năng hạ cấp như quản lý điều khiển, giao tiếp mạng và các dịch vụ phần cứng. Chức năng chính của tầng này nhằm đảm bảo sự tương thích giữa phần mềm và phần cứng, bao gồm các lớp như điều khiển thiết bị, giao tiếp, bảo mật, và quản lý năng lượng.

Hardware Layer

Tầng Hardware có vai trò đại diện cho phần cứng của hệ thống, bao gồm vi xử lý, bộ nhớ, các cổng kết nối và các thành phần phần cứng khác. Chức năng chính của tầng Hardware là tương tác trực tiếp với phần mềm, thông qua các lớp phần nền để cung cấp các tài nguyên phần cứng và hỗ trợ cho các ứng dụng.

Nhìn chung lại, vai trò của mỗi tầng đều quan trọng trọng việc tạo ra một cấu trúc có tổ chức để phát triển và tích hợp các hệ thống ô tô. Nhờ vậy sẽ giúp giảm sự phụ thuộc giữa các thành phần, tăng khả năng tái sử dụng và giảm rủi ro khi thực hiện các thay đổi trong hệ thống.

Mô tả cấu tạo tiêu chuẩn của Autosar

>>> Xem thêm: Auto hold là gì

Mục tiêu chính của Autosar là gì?

Mục tiêu chính của Autosar khi sử dụng trong lĩnh vực xe ô tô chính là tạo ra một kiến trúc phần mềm chuẩn hóa và môi trường phát triển chung cho các hệ thống điều khiển điện tử xe. Autosar còn hỗ trợ quá trình tích hợp và triển khai các hệ thống ô tô phức tạp, giúp giảm thời gian phát triển cũng như tăng khả năng hợp nhất giữa phần mềm và phần cứng.

Trong khi các hệ thống ô tô ngày càng phức tạp với nhiều chức năng như lái tự động, các hệ thống an toàn và các tính năng giải trí, Autosar giúp quản lý sự phức tạp này bằng cách phân chia hệ thống thành các thành phần quản lý độc lập. Bên cạnh đó, việc phát triển một mã nguồn có thể tái sử dụng linh hoạt giữa các dự án hoặc mô hình xe ô tô khác nhau cũng giúp các tập đoàn giảm đi nhiều chi phí.  

Kết luận chung thì Autosar hướng đến việc cải thiện hiệu suất, giảm chi phí và thời gian phát triển sản phẩm trong ngành công nghiệp ô tô bằng cách tạo ra một tiêu chuẩn chung được chuẩn hóa.

Autosar giúp ngành công nghiệp xe ô tô giảm thiểu được nhiều chi phí và thời gian

>>> Có thể bạn quan tâm: Auto hold là gì?

Autosar lại quan trọng tại sao?

Hệ thống nhúng là một lĩnh vực lớn nên có nhiều nhà sản xuất chất bản khác nhau. Các nền tảng phần cứng lẫn phần mềm cũng có thể được chọn lựa tùy theo yêu cầu của từng ứng dụng. Vậy nên khi viết phần mềm cho ECU của xe ô tô, các nhà sản xuất phải đối mặt với nhiều vấn đề. 

Đầu tiền là nếu phần cứng thay đổi, các nhà sản xuất cũng phải thay đổi hầu như toàn bộ phần mềm nên sẽ gây ra tình trạng tốn chi phí lẫn thời gian sản xuất. Điều này càng phức tạp khi các ECU khác nhau sử dụng các MCU khác nhau để đáp ứng nhiều yêu cầu. Do đó nhà sản xuất cần phát triển thêm nhiều phần mềm khác nhau cho các ECU.

Thứ hai là với cách viết phần mềm truyền thống, các nhà phát triển phần mềm phải tạo ra các giao thức và tiêu chuẩn giao tiếp giữa các ECU khác nhau. Cách thức này sẽ khó để duy trì lâu dài và gây tốn nhiều chi phí khi phải thay đổi một mô hình xe khác. 

Thứ ba, một chiếc xe ô tô sở hữu các bộ phận được sản xuất bởi nhiều công ty khác nhau gọi là OEM. Một OEM có thể sản xuất các bộ phận như động cơ, hộp số, hệ thống treo, điều hòa, v.v. Từ đó cung cấp các sản phẩm cho các nhà sản xuất ô tô lớn. Vì vậy, cần phải có một tiêu chuẩn giao tiếp chung cho ECU của các OEM khác nhau này. 

Từ các lý do nêu trên, việc áp dụng Autosar tạo điều kiện để các phần mềm từ nhiều nhà sản xuất xe ô tô khác nhau có thể tương thích và tương tác với nhau hiệu quả. Từ đó giúp các tập đoàn có thể giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung từ một nhà sản xuất phụ tùng xe hơi cụ thể trong quá trình phát triển và tích hợp hệ thống điều khiển điện tử.

Autosar cũng tạo điều kiện cho việc phát triển phần mềm và phần cứng độc lập, giúp cho các nhà sản xuất có thể nâng cấp phần mềm mà không cần thay đổi phần cứng và ngược lại.

Các nhà sản xuất xe ô tô có thể dựa trên Autosar để phát triển sản phẩm hiệu quả hơn

>>> Xem thêm: ECU là gì? 

Các định nghĩa chung trong Autosar

Để hiểu hơn về thuật ngữ Autosar trong lĩnh vực công nghệ xe ô tô, bạn hãy tìm hiểu thêm một số thuật ngữ chung phổ biến khác:

• ECU (Electronic Control Unit): Đơn vị điều khiển điện tử trên xe ô tô, chịu trách nhiệm về việc điều khiển một chức năng cụ thể.

• SWC (Software Component): Bộ phận phần mềm độc lập, có thể thực hiện một hoặc vài chức năng cụ thể.

• Runnable Entity: Đây là một thành phần của SWC viết các logic hành vi của tầng Application. 

• BSP (Board Support Package): Gói hỗ trợ bo mạch gồm các phần mềm và phần cứng cung cấp dịch vụ cho việc triển khai và chạy phần mềm trên bo mạch.

• RTE (Runtime Environment): Là một thành phần của hệ thống Autosar quản lý giao tiếp giữa các phần mềm khác nhau trong hệ thống.

• COM (Communication Stack): Một tập hợp các giao thức và thành phần phần mềm cần thiết để thực hiện việc giao tiếp giữa các ECU trong hệ thống.

• OS (Operating System): Hệ điều hành quản lý tài nguyên và thực hiện lập trình chạy của ứng dụng trên một ECU.

• MCAL (Microcontroller Abstraction Layer): Lớp trừu tượng hóa vi xử lý chịu trách nhiệm tương tác trực tiếp với phần cứng vi xử lý.

• NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory): Bộ nhớ không volatile được sử dụng để lưu trữ dữ liệu không mất mát sau khi điện nguồn bị mất.

• Integrator: Đây là cấu hình và tạo dự án Autosar bằng giao diện phần mềm.

• Signal: Đây là dấu hiệu để Autosar thực hiện giao tiếp với kích thước từ 1 - 64 bits tùy thuộc vào bản tin CAN.

• PDU - (Protocol Data Unit): PDU là một nhóm các Signal được đóng gói cùng với thông tin lớp thấp hơn. PDU chứaPCI (Protocol Control Infomation) vàSDU (Service Data Unit).

• SDU (Service Data Unit): SDU là các dữ liệu cần được truyền đi. SDU được truyền từ các lớp trên xuống lớp dưới cùng với PCI và được trích xuất dữ liệu từ các lớp dưới rồi chuyển lên các lớp trên.

• PCI (Protocol Control Infomation): PCI chứa các thông tin nguồn và đích cho biết điểm đến tiếp theo của SDU. 

Với mục tiêu tăng tính linh hoạt và có thể tái sử dụng, Autosar giúp ngành công nghiệp ô tô chuyển đến một hướng phát triển tiên tiến hơn. Việc có các chuẩn giao diện và khung làm việc chung giữa các nhà sản xuất, cũng như giữa phần mềm và phần cứng, giúp tạo điều kiện cho sự tích hợp công nghệ dễ dàng và hiệu quả hơn.

Hiểu rõ các thuật ngữ trong Autosar là gì sẽ giúp bạn nắm bắt nhiều thông tin hơn

Trong bối cảnh ngày nay, Autosar không chỉ là một tiêu chuẩn công nghệ phát triển mạnh mẽ mà còn là một sự tiếp cận toàn diện đối với các nhà sản xuất, quản lý và phát triển phần mềm cho xe ô tô. Hiểu được khái niệm Autosar là gì sẽ giúp cho bạn đọc có cái nhìn sâu rộng hơn về lĩnh vực công nghệ ô tô. Hy vọng với bài viết của Nuoixe.vn trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ Autosar.