AUTOSAR là gì?

Kiến trúc hệ thống mở trong ngành ô tô (viết tắt là AUTOSAR – Automotive Open System Architecture) là một kiến trúc phần mềm ô tô mở được phát triển bởi liên minh các nhà sản xuất ô tô hàng đầu trên thế giới. Mục tiêu chính của AUTOSAR là tạo ra một nền tảng chuẩn hóa để phát triển các hệ thống phần mềm ô tô. Nền tảng này cho phép các nhà phát triển tạo ra các thành phần phần mềm có khả năng mở rộng, mô-đun hóa và tái sử dụng để dễ dàng tích hợp vào nhiều ứng dụng xe.

Mục tiêu chính của AUTOSAR là tách phần mềm khỏi phần cứng nhằm cho phép các nhà sản xuất ô tô phát triển các giải pháp linh hoạt và đồng thời đảm bảo khả năng tương thích trên nhiều nền tảng phần cứng khác nhau. Chính vì vậy, kiến trúc này cũng hướng đến việc cải thiện quy trình phát triển phần mềm với mục tiêu giảm chi phí và rút ngắn thời gian đưa các ứng dụng ô tô ra thị trường.

Mục tiêu chính của AUTOSAR

Hiện nay, AUTOSAR thường hướng tới 5 mục tiêu chính như sau:

• Mô-đun hóa: Nhằm cho phép phát triển các phần mềm có thể tái sử dụng, phát triển và thay thế độc lập.
• Khả năng mở rộng: Hỗ trợ cả các ứng dụng ô tô từ cấp thấp tới cao với khả năng mở rộng trong phát triển phần mềm.
• Tính linh hoạt: Cho phép dễ dàng thích ứng với các công nghệ ô tô đang phát triển và những thay đổi trong kiến trúc xe.
• Chuẩn hóa: Cung cấp một khuôn khổ chuẩn hóa đảm bảo khả năng tương thích trên nhiều nền tảng phần cứng và phần mềm khác nhau trong ngành công nghiệp ô tô.
• Khả năng tương tác: Đảm bảo sự tương tác mượt mà giữa các thành phần phần mềm và ECU khác nhau.

Các thành phần của kiến trúc AUTOSAR

Kiến trúc của AUTOSAT thường ba thành phần chính là lớp phần mềm cơ bản, lớp ứng dụng và môi trường thời gian chạy.

1. Lớp phần mềm cơ bản

• Trong lớp phần mềm cơ bản là một nền tảng của kiến trúc AUTOSAR. Nó cung cấp một tập hợp các thành phần phần mềm được chuẩn hóa nhằnhằm nhă,f cho phép giao tiếp giữa các ECU khác nhau và tạo điều kiện cho việc trừu tượng hóa phần cứng. BSW bao gồm một số thành phần phụ như sau:
  
  • Lớp trừu tượng: Lớp này cung cấp giao diện giữa phần cứng và các lớp cao hơn của phần mềm. Nhiệm vụ của nó là trừu tượng hóa các chi tiết của phần cứng và cho phép phần mềm hoạt động độc lập với nền tảng phần cứng.
  • Lớp trừu tượng hóa vi điều khiển : Lớp này trừu tượng hóa phần cứng vi điều khiển và cung cấp quyền truy cập vào các tính năng phần cứng.
  • Hệ điều hành: AUTOSAR hỗ trợ nhiều hệ điều hành khác nhau bao gồm cả hệ điều hành thời gian thực và được thiết kế riêng cho các hệ thống nhúng.
  • Dịch vụ truyền thông: Các thành phần này quản lý truyền thông giữa các ECU bao gồm các giao thức như CAN, LIN và Ethernet.

2. Lớp ứng dụng

• Lớp ứng dụng bao gồm các thành phần phần mềm triển khai chức năng cụ thể cho việc điều khiển và vận hành xe. Các thành phần này có thể được phát triển độc lập với phần cứng và hệ điều hành cơ bản nhờ vào khả năng trừu tượng hóa của AUTOSAR. 

3. Môi trường thời gian chạy

• Môi trường thời gian chạy là phần mềm trung gian để kết nối lớp ứng dụng và lớp phần mềm cơ bản. RTE cho phép giao tiếp giữa các thành phần phần mềm ứng dụng và tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi thông tin giữa các ECU. 

Các loại AUTOSAR

Hiện nay thường có hai loại AUTOSAR chính là nền tảng cổ điển và nền tảng thích ứng. Trong đó:

• Nền tảng cổ điển là kiến trúc AUTOSAR nguyên bản với mục tiêu tập trung vào các hệ thống nhúng với các ràng buộc thời gian thực. Nền tảng này thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng quan trọng về an toàn như điều khiển hệ thống truyền động, túi khí và hệ thống phanh, nơi độ tin cậy cao và độ trễ thấp là điều cần thiết. Nền tảng cổ điển tuân theo phương pháp tiếp cận hệ điều hành thời gian thực truyền thống và rất phù hợp cho các hệ thống có tài nguyên hạn chế.
• Nền tảng thích ứng được giới thiệu để hỗ trợ tính phức tạp ngày càng tăng của các ứng dụng ô tô hiện đại như lái xe tự động, hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến... Nền tảng này được thiết kế cho các ứng dụng đòi hỏi tài nguyên tính toán tiên tiến và cập nhật phần mềm linh hoạt. Nền tảng thích ứng sử dụng phần cứng mạnh mẽ hơn và cho phép sử dụng các hệ điều hành dựa trên Linux và các ứng dụng dạng container.

Lợi ích của AUTOSAR

Ngày nay, AUTOSAR được ứng dụng rộng rãi nhờ nhiều lợi ích của nó như:

• AUTOSAR thúc đẩy tính mô-đun thông qua việc cho phép các thành phần phần mềm được phát triển độc lập và tái sử dụng trên nhiều nền tảng xe khác nhau. Điều này giúp giảm đáng kể thời gian và chi phí phát triển cho các nhà cung cấp và nhà sản xuất ô tô.
• Ngoài ra, AUTOSAR còn đảm bảo các thành phần từ nhiều nhà sản xuất khác nhau có thể hoạt động liền mạch ngay cả khi chạy trên các nền tảng phần cứng khác nhau.
• AUTOSAR hỗ trợ cả các ứng dụng từ cấp thấp đến cao nhằm cho phép các nhà sản xuất ô tô phát triển các giải pháp có khả năng mở rộng để thích ứng với nhu cầu ngày càng thay đổi của ngành.
• AUTOSAR cho phép các nhà phát triển cập nhật các thành phần phần mềm độc lập với các thay đổi phần cứng nhằm giúp việc bảo trì và cải tiến liên tục hệ thống xe dễ dàng hơn. Nền tảng thích ứng này cũng cho phép cập nhật phần mềm qua mạng thông qua một tính năng quan trọng trong các phương tiện kết nối hiện đại.

Kết luận

Ngày nay, AUTOSAR đang dần chuyển đổi bối cảnh phần mềm ô tô bằng cách cung cấp một kiến trúc chuẩn hóa và có khả năng mở rộng cho các hệ thống nhúng. Bên cạnh đó, AUTOSAR cũng cho phép các nhà sản xuất ô tô đáp ứng các nhu cầu phức tạp của các ứng dụng xe hiện đại từ xe tự hành đến các hệ thống kết nối,nối bằng cách cung cấp một khuôn khổ linh hoạt để phát triển các thành phần phần mềm. Nhờ đó thì việc áp dụng AUTOSAR không chỉ nâng cao khả năng tương tác và tái sử dụng phần mềm mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và nâng cấp trong tương lai.