Introducción La industria automotriz está evolucionando rápidamente para satisfacer la demanda de vehículos más personalizados, seguros y cómodos. Sin embargo, esta transformación también presenta desafíos. La proliferación de entidades de hardware y software para automóviles, como ECU y sensores modernos y tecnología de vehículos conectados (CVT), aumenta la sofisticada experiencia de desplazamiento junto con la complejidad del sistema. Además, la llegada de la conducción altamente automatizada, junto con los requisitos de comunicación Car-2-X (infraestructura X, peatones u otros vehículos) y actualizaciones de software por aire (OTA), establece nuevos puntos de referencia para las plataformas de software en ECU de próxima generación, lo que lleva a complejos sistemas de software para vehículos. Dicho esto, es evidente que los automóviles de alta gama de hoy albergan más de 100 millones de líneas de código en 80 ECU, lo que hace que el software automotriz sea complejo. Para gestionar esta complejidad y mejorar la eficiencia, los OEM colaboraron para establecer una arquitectura de sistema abierto automotriz (forma completa de AUTOSAR) en 2003, una arquitectura de software estandarizada para vehículos. ¿Qué es AUTOSAR? AUTOSAR es una arquitectura de software estandarizada de código abierto para estandarizar las conexiones entre el software de la aplicación y las funciones esenciales del vehículo. AUTOSAR ofrece ventajas inherentes en el manejo de las crecientes complejidades dentro de los vehículos. Garantiza una perfecta integración e intercambio de funciones entre sofisticadas redes de ECU, ejerciendo control durante todo el ciclo de vida del producto. Esta plataforma estructurada y de código abierto simplifica la colaboración entre fabricantes de automóviles y proveedores, reduciendo los plazos de desarrollo y mejorando al mismo tiempo la calidad del software. La estructura en capas de AUTOSAR simplifica las configuraciones complejas de software, fomentando la modularidad y la escalabilidad y garantizando la seguridad en el ámbito automotriz en constante evolución. Formado por un consorcio que incluye a destacados fabricantes de automóviles y proveedores como Daimler, Ford, BMW Group, Continental, BOSCH, General Motors, PSA Group, Toyota y Volkswagen, AUTOSAR representa una iniciativa de colaboración global cuyo objetivo es estandarizar la arquitectura de software, fomentar la reutilización y promover la interoperabilidad. en todo el ámbito del automóvil. ¿Cuál es la necesidad de AUTOSAR? AUTOSAR es una asociación de desarrollo global de proveedores, fabricantes de vehículos y otras empresas de semiconductores, electrónica y software. En los automóviles modernos, diferentes empresas, conocidas como empresas de nivel 1, suministran numerosas piezas a fabricantes de equipos originales (OEM) como Volkswagen y BMW. A medida que los componentes mecánicos evolucionan hacia entidades inteligentes con unidades de control electrónico (ECU) integradas para mejorar el control y la eficiencia, surge la necesidad de un método de comunicación estandarizado entre estas ECU. Antes de la creación de AUTOSAR en 2003, los OEM instruían a los proveedores para que construyeran y enviaran ECU según requisitos específicos. Sin embargo, este proceso generó desafíos al cambiar de proveedor u OEM, lo que requirió una enseñanza repetitiva de la arquitectura y funcionalidad de la ECU. La falta de un enfoque estandarizado resultó en tiempo, costos y posibles complicaciones relacionadas con errores innecesarios. La arquitectura en capas AUTOSAR surge como una solución a estos desafíos. Al introducir una infraestructura de desarrollo de software estandarizada, el software AUTOSAR aborda las complejidades de diversas ECU, fomentando una comunicación fluida y mitigando los inconvenientes de los enfoques tradicionales. Este enfoque agiliza el proceso de desarrollo, mejora la confiabilidad y reduce los gastos asociados con la integración de software en el dinámico panorama automotriz. Tipos de AUTOSAR La versión inicial de la arquitectura AUTOSAR se introdujo en 2006 y ahora se conoce como AUTOSAR Classic. En 2017, se estableció un estándar AUTOSAR distinto, Adaptativo, para cumplir con los requisitos de los vehículos conectados y las aplicaciones relacionadas con la conducción autónoma. AUTOSAR Classic: AUTOSAR Classic es una arquitectura de software automotriz estandarizada diseñada para aplicaciones con requisitos estables. Proporciona un conjunto de módulos predefinidos, lo que garantiza la coherencia en el desarrollo de software para unidades de control electrónico (ECU). Ejemplo: en un sistema de control de motor tradicional, AUTOSAR Classic garantiza una comunicación uniforme entre varias ECU para sincronización de encendido, inyección de combustible y control de emisiones. AUTOSAR Adaptive: AUTOSAR Adaptive es un marco de software automotriz flexible adecuado para sistemas dinámicos y complejos, especialmente aquellos que involucran aplicaciones de conducción autónoma y conectada. Permite configuraciones personalizables para adaptarse a los requisitos cambiantes. Ejemplo: En un vehículo autónomo, AUTOSAR Adaptive facilita la integración de sensores avanzados, sistemas de control y módulos de comunicación. Permite que el automóvil ajuste dinámicamente su comportamiento basándose en datos en tiempo real, como adaptarse a las condiciones cambiantes de la carretera o interactuar con otros vehículos conectados. Arquitectura AUTOSAR La arquitectura en capas AUTOSAR media entre el software de aplicación y los sistemas de hardware. La estructura incluye tres capas principales: la capa de aplicación de nivel superior, seguida por el entorno de tiempo de ejecución; la tercera capa abarca el software básico (BSW) y la capa inferior representa la unidad de hardware, el microcontrolador. Capa de aplicación La capa de aplicación se encuentra en la capa superior de la arquitectura de AUTOSAR. Alberga el código de aplicación para ejecutar tareas específicas dentro de la Unidad de control electrónico (ECU). Esta capa alberga varios componentes de software (SWC) o bloques de aplicaciones, cada uno de los cuales atiende a distintas funcionalidades, como administrar ventanas eléctricas, medir la temperatura, etc. Estos SWC están diseñados en función de las necesidades específicas de la ECU, lo que proporciona un marco flexible para adaptarse a diversas funciones. Por ejemplo, la capa de aplicación gestiona la seguridad interactuando con sensores y actuadores, enviando señales para bloquear o desbloquear puertas según los comandos del usuario. También activa sistemas de alarma al detectar accesos no autorizados y activa inmovilizadores en caso de intento de robo, mejorando la seguridad general del vehículo. La capa de aplicación en AUTOSAR también administra el sistema de información y entretenimiento, manejando funciones de conectividad, navegación y reproducción de audio/video. Utiliza interfaces estandarizadas para coordinar funciones como el control de medios y las interacciones del usuario, interactuando con capas inferiores como RTE y BSW para la coordinación de tareas y el acceso a servicios. Capa RTE El entorno de ejecución (RTE) dentro de la arquitectura AUTOSAR está situado debajo de la capa de aplicación. Esta capa crucial de AUTOSAR actúa como intermediario de comunicación, gestionando el flujo de datos entre diversos componentes. RTE garantiza una transferencia de datos fluida a través de buffers de datos e interfaces de puerto dentro de la misma ECU y de diferentes ECU, así como entre la aplicación y las capas de software básico. Este complejo proceso garantiza una comunicación eficiente en toda la arquitectura AUTOSAR, contribuyendo al funcionamiento perfecto de todo el sistema. Por ejemplo, en un sistema de control de crucero adaptativo, el RTE garantiza un intercambio de datos fluido entre componentes como la interfaz del sensor, el control de distancia y la interfaz del vehículo mientras maneja la sincronización y la detección de errores para una capacidad de respuesta en tiempo real. El RTE mejora la arquitectura modular y estandarizada de AUTOSAR, agilizando el desarrollo de sistemas automotrices complejos. Capa BSW BSW se refiere a la capa de software que proporciona servicios y funcionalidades esenciales para permitir el desarrollo y operación de aplicaciones en unidades de control electrónico (ECU) dentro de un vehículo u otros sistemas integrados. El BSW normalmente incluye componentes y módulos de software estandarizados que manejan tareas de comunicación, diagnóstico, administración de memoria y abstracción de hardware. Estos componentes forman una parte crucial de la arquitectura de software en sistemas integrados, lo que permite a los desarrolladores crear aplicaciones sin gestionar directamente las complejidades de los detalles específicos del hardware. El BSW está organizado en capas, incluida la capa de servicio, la capa de abstracción de la ECU, la capa de abstracción del microcontrolador. Cada capa tiene un propósito específico al abstraer y gestionar diferentes aspectos de la interacción de hardware y software dentro del sistema integrado. BSW ayuda a agilizar el desarrollo, mejorar la portabilidad y promover la reutilización de código en diferentes aplicaciones integradas o automotrices. Capa de servicio: en la parte superior de la arquitectura BSW se encuentra la capa de servicio. Esta capa no se ve afectada por las actividades de las capas subyacentes y sirve como puente entre la capa de aplicación y el microcontrolador. Su función principal es proporcionar diversos servicios, incluidos servicios de red y memoria hacia/desde la capa de aplicación hacia/desde el microcontrolador. La capa de servicio actúa como un punto clave para la comunicación, asegurando intercambios fluidos entre la capa de aplicación y el microcontrolador. Capa de abstracción de ECU: posicionada como la segunda capa, la capa de abstracción de ECU gestiona las funcionalidades relacionadas con la unidad de control electrónico (ECU). Esto abarca actividades como operaciones de memoria, entrada y salida, etc. El término abstracción es apropiado ya que oculta a los desarrolladores los detalles intrincados de la configuración de la ECU, como puertos y periféricos de hardware. En cambio, ofrece interfaces de programación de aplicaciones (API) que permiten a los desarrolladores interactuar directamente con la ECU, estableciendo una conexión con el microcontrolador. Capa de abstracción del microcontrolador (MCAL): la capa final, llamada AUTOSAR MCAL, es la capa de abstracción del microcontrolador. Esta capa asume la responsabilidad de la conexión del hardware, concretamente con el microcontrolador. Alberga controladores de software que facilitan la comunicación con el microcontrolador para diversas operaciones. Al ser una capa de abstracción, AUTOSAR MCAL protege sus funcionalidades de bajo nivel de las capas superiores, como la aplicación y RTE. Esta independencia le permite operar de manera eficiente, asegurando una conexión sólida entre el software y el hardware subyacente. ¿Cómo ayuda la capa BSW? Por ejemplo, en un automóvil, piense en BSW como un asistente útil que garantiza que las diferentes piezas del automóvil puedan comunicarse entre sí. Por ejemplo, en el sistema de frenos automático (ABS), BSW ayuda a que los sensores y los frenos se comuniquen sin problemas. También comprueba si todo funciona bien (Diagnóstico) y realiza un seguimiento de información importante como cómo deben comportarse los frenos (Servicios de memoria). La capa de abstracción del microcontrolador (MCAL) de BSW ayuda a la computadora del automóvil a comprender y controlar elementos como los sensores de las ruedas y los frenos, garantizando que funcionen juntos de manera correcta y segura. Estas tres capas dentro de BSW garantizan una arquitectura estandarizada y consistente entre diferentes microcontroladores y ECU. Esta estandarización permite la incorporación perfecta de software adicional al MCAL o la integración de nuevas ECU sin complejidad, lo que facilita un proceso eficiente. En pocas palabras, AUTOSAR influye significativamente en el futuro del desarrollo de software automotriz al proporcionar un marco estandarizado y adaptable. Este marco fomenta la innovación, la colaboración y la implementación de funcionalidades automotrices de vanguardia. La transición al software Adaptive AUTOSAR lo posiciona aún más para satisfacer las necesidades cambiantes de una industria automotriz conectada y autónoma. En SRM Tech, ayudamos a los fabricantes de equipos originales de automóviles y a los proveedores de nivel I y II con diversas soluciones relacionadas con AUTOSAR. Nuestros servicios incluyen desarrollar, integrar y validar módulos de software básicos de AUTOSAR, incorporar AUTOSAR de proveedores de herramientas y actualizar el software de la plataforma a nuevas versiones de AUTOSAR de acuerdo con las especificaciones. Conéctese con nosotros para explorar más sobre cómo nuestros servicios de ingeniería automotriz promueven el desarrollo de software automotriz para ofertas mejoradas de automóviles.

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