車載軟件架構(gòu)——閑聊幾句AUTOSAR OS（一）

我是穿拖鞋的漢子，魔都中堅(jiān)持長期主義的工程師。

老規(guī)矩，分享一段喜歡的文字，避免自己成為高知識(shí)低文化的工程師：

“

人們會(huì)在生活中不斷攻擊你。他們的主要武器是向你灌輸對(duì)自己的懷疑：你的價(jià)值、你的能力、你的潛力。他們往往會(huì)將此偽裝成客觀意見，但無一例外的是，他們想讓你懷疑自己。

”

本文主要講述如下內(nèi)容，介紹電子電氣架構(gòu)中定義IP地址獲取方式、功能實(shí)現(xiàn)、測試點(diǎn)：

-> 1、什么是嵌入式操作系統(tǒng)

-> 2、汽車嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程

在前面的文章中介紹了AUTOSAR BSW的相關(guān)內(nèi)容，針對(duì)每個(gè)大的功能模塊進(jìn)行了大致的介紹和說明；對(duì)讀者而言，可能有了一個(gè)初步的，大概的了解。

在接下來的系列文章中，會(huì)針對(duì)每個(gè)模塊，每個(gè)技術(shù)點(diǎn)會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，和說明；必要的時(shí)候，會(huì)配合AUTOSAR 配置工具，代碼進(jìn)行說明和解釋。

第一個(gè)隆重介紹的模塊是AUTOSAR OS，好戲開始… …

一、什么是嵌入式操作系統(tǒng)

在嵌入式軟件開發(fā)領(lǐng)域中，嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛和深刻。采用了嵌入式操作系統(tǒng)可以更合理、更有效地利用CPU的資源，簡化應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，一定程度是縮短開發(fā)周期；同時(shí)，還能夠保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。

嵌入式操作系統(tǒng)，從字面上理解是嵌入式系統(tǒng)里的操作系統(tǒng)，通常包含了于硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議等等內(nèi)容；通常情況下，嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不會(huì)太復(fù)雜，設(shè)計(jì)非常靈活；因此，嵌入式操作系統(tǒng)也被設(shè)計(jì)的非常緊湊、高效。

和其他大型操作系統(tǒng)類似，嵌入式操作系統(tǒng)需要整體負(fù)責(zé)全部的硬件資源分配、任務(wù)調(diào)度、控制和協(xié)調(diào)任務(wù)并發(fā)活動(dòng)。但是受硬件資源和應(yīng)用場景的限制，嵌入式操作系統(tǒng)通常具有內(nèi)核小、精簡、專用性強(qiáng)、支持多任務(wù)、高實(shí)時(shí)性、需要搭配相應(yīng)的開發(fā)工具和環(huán)境來使用。

二、汽車嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程

隨著汽車電子的快速發(fā)展，汽車電子的軟件開發(fā)也經(jīng)歷了更新迭代，汽車嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展主要分為三個(gè)階段：無操作系統(tǒng)，OSEK操作系統(tǒng)以及AUTOSAR操作系統(tǒng)。

無操作系統(tǒng)，在早期的單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)中，是沒有操作系統(tǒng)概念的。通常的做法是，在main函數(shù)中寫一個(gè)while（1）死循環(huán)，在循環(huán)中依次放入實(shí)現(xiàn)不同功能的函數(shù)，這樣便可以按順序來執(zhí)行相應(yīng)的代碼了，這部分一般稱為“后臺(tái)任務(wù)”。同時(shí)，會(huì)配合定時(shí)器中斷，來劃分不同的時(shí)間片，可以實(shí)現(xiàn)周期性執(zhí)行某些任務(wù)代碼，完成一些簡單的任務(wù)調(diào)度。這部分代碼成為“前端任務(wù)”。

在接下來的時(shí)間里，隨著半導(dǎo)體設(shè)計(jì)，制造能力的提升，MCU處理器的資源，性能也得到了極大的提升和改善。這樣帶來了新的問題，舊項(xiàng)目的代碼移植到新的硬件平臺(tái)里變得很困難，無操作系統(tǒng)的代碼移植到有操作系統(tǒng)的項(xiàng)目中，不同實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)之間的移植都變得極為困難和復(fù)雜。同時(shí)MCU的性能得到了提升，系統(tǒng)的需求也變得更加的復(fù)雜，軟件的需求，和開發(fā)難度也更加的復(fù)雜和多變。因此，就需要用到模塊化的設(shè)計(jì)方法和多任務(wù)編程思想。為了很好的解決這個(gè)問題，人們想了很多的辦法。

1993年德國汽車工業(yè)界提出了OSEK體系，其含義是汽車電子開放式系統(tǒng)及其接口。這個(gè)體系的最早倡導(dǎo)者有：BMW，博世，戴姆勒克萊斯勒，歐寶，西門子，大眾和卡爾斯魯厄大學(xué)工業(yè)信息技術(shù)研究所。隨后法國汽車制造商標(biāo)致和雷諾也加入了OSEK體系，同時(shí)也將法國汽車工業(yè)使用的汽車分布式運(yùn)行系統(tǒng)VDX也納入其中。在1995年召開了研討會(huì)，眾多廠商和Tier1對(duì)OSEK/VDX體系達(dá)成了共識(shí)，產(chǎn)生了OSEK/VDX規(guī)范。其中就包含了OSEK OS操作系統(tǒng)規(guī)范，OSEK OS是一個(gè)為了滿足汽車電子可靠性、實(shí)時(shí)性、成本敏感性等需求而打造的實(shí)時(shí)單核操作系統(tǒng)。OSEK OS包含了一些基本的特性，如任務(wù)管理，同步服務(wù)，中斷服務(wù)程序，Alarm機(jī)制，進(jìn)程通信和錯(cuò)誤處理等?？梢詽M足一定的汽車嵌入式操作系統(tǒng)的需求。

時(shí)間到了2000年以后，隨著汽車電氣化程度越來越高，汽車嵌入式系統(tǒng)越來越復(fù)雜。OSEK/VDX的規(guī)范不能夠很好的滿足開發(fā)需求。AUTOSAR組織應(yīng)運(yùn)而生，總結(jié)和提出了更多的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這其中就包含了基于OSEK/VDX 操作系統(tǒng)規(guī)范而衍生出來的AUTOSAR OS；

AUTOSAR OS是在OSEK OS的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展而來，因此OSEK OS的一些特點(diǎn)在AUTOSAR OS上都得到了實(shí)現(xiàn)和滿足。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上增加了一些新的功能，包括了軟、硬件定時(shí)器，內(nèi)存保護(hù)，時(shí)間保護(hù)，以及帶有時(shí)間同步的任務(wù)調(diào)度表等等。另外，隨著多核MCU發(fā)展和應(yīng)用，AUTOSAR OS也支持多核MCU的應(yīng)用場景，可以給汽車嵌入式系統(tǒng)帶來更多的驚喜和挑戰(zhàn)。

擱筆分享完畢！

愿你我相信時(shí)間的力量

做一個(gè)長期主義者！