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| | * 응용 프로그램 계층 : 런타임 환경과 상호 작용하는 응용 프로그램 소프트웨어 구성 요소 | | * 응용 프로그램 계층 : 런타임 환경과 상호 작용하는 응용 프로그램 소프트웨어 구성 요소 |
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| − | ==베이직 소프트웨어== | + | ==방법론== |
| − | ===계층 관점===
| + | 시스템 설계 단계에서 기능 소프트웨어의 아키텍처가 결정된다. 이는 소프트웨어 컴포넌트와 소프트웨어 컴포넌트를 에 분배하는 과정을 정의함으로써 이루어지는데 네트워크 통신도 이 단계에서 결정된다. 이 작업의 결과물이 바로 오토사 XML-시스템 디스크립션 파일로서, 각각의 ECU 특정 추출물은 이 시스템 디스크립션 파일로부터 생성된다. ECU 개발 과정 중, 소프트웨어 컴포넌트는 설계되고 구현되며 베이직 소프트웨어와 런타임환경이 구성된다. 개발자는 이 구성을 통해 프로젝트에 필요한 베이직 소프트웨어의 양을 결정한다. 이와 같은 방식으로 전체 ECU 소프트웨어를 최적화할 수 있다. 이 구성의 결과물이 ECU Extract of System Description에 맞춤 튜닝된 ECU Configuration Description이다. 코드 생성기는 ECU Configuration Description에 기반하여 ECU 소프트웨어용 베이직 소프트웨어를 생성 및 구현한다. 런타임 환경도 이러한 방식으로 ECU 맞춤형 기법으로 생성된다. 오토사에서 정의된 이 기법은 어플리케이션 소프트웨어를 ECU에 통합하는 과정을 확연히 간소화해주며 일일이 소프트웨어를 조정하는 과정은 필요하지 않다.<ref>〈[https://www.vector.com/kr/ko/know-how/autosar/autosar-classic/]〉, 《벡터》</ref> |
| − | [[파일:오토사 계층관점.jpg|썸네일|300픽셀|'''오토사 계층 관점''']]
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| − | ====서비스 계층(Service Layer)====
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| − | * 주로 애플리케이션에 베이식 소프트웨어에서 제공하는 기능을 서비스 형태로 제공한다.
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| − | * 대부분 Communication Manager(ComM)와 같이 모듈명 뒤에 Manager 또는 Management라는 접미사가 붙거나 Com(Communication)과 같이 붙지 않는 경우도 있다.
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| − | * 실제 애플리케이션은 베이식 소프트웨어의 기능을 사용하기 위해 하위 계층이나 모듈을 직접적으로 접근하지 않고 서비스 계층에 위치한 모듈만을 접근하여 해당 기능을 사용한다.
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| − | * 주요 서비스 : 통신 및 채널 관리 서비스, 진단 기능 서비스, 제어기 상태 관리 서비스, 태스크 스케줄링 서비스, 비휘발성 메모리 서비스, 와치독 서비스
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| − | ====제어기 추상화 계층(ECU Abstraction Layer)====
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| − | * 제어기 하드웨어에 종속적이지 않은 일정한 인터페이스를 서비스 및 애플리케이션 계층에 제공한다. 제어기 설계에 따라 복수개의 메모리 인터페이스 또는 통신 인터페이스를 구현할 수 있다.
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| − | * 대개의 경우 Memory Abstraction Interface와 같이 모듈명 뒤에 Interface라는 접미사를 붙인다.
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| − | * 실제 제어기 하드웨어 구현 시 비활성 메모리의 경우, 컨트롤러 내부 또는 외부 메모리를 사용할 수 있는데 이들은 하위 계층에서 별도의 모듈로 구현되나 상위 계층에서는 이 추상화 계층에서 제공하는 인터페이스를 통해 접근 가능하다.
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| − | * 주요 추상화 대상 : 통신 인터페이스, 메모리 인터페이스, 입출력 인터페이스, 와치독 인터페이스
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| − | ====마이크로 컨트롤러 추상화 계층(Microcontroller Abstraction Layer)====
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| − | * 흔히 엠칼(MCAL)로 불리며 마이크로 컨트롤러에 종속적이지 않은 일정한 인터페이스를 추상화 계층에 제공한다.
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| − | * 상이한 하드웨어 설계를 가지는 마이크로 컨트롤러로 부터 동일한 하드웨어 인터페이스를 추상화 계층에 제공한다.
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| − | * 주요 추상화 대상 : 통신 모듈, 메모리 모듈, 입출력 모듈, 와치독 모듈 등<ref>Automotive Software, 〈[https://autosw.tistory.com/12 오토사 구조 - 계층 관점]〉, 《티스토리》, 2020-09-29</ref>
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| − | ===기능 관점===
| + | == |
| − | [[파일:오토사 기능관점.jpg|썸네일|300픽셀|'''오토사 기능 관점''']]
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| − | ====시스템 기능====
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| − | * 운영체제 그리고 각종 매니저 모듈이 해당한다.
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| − | * 시스템 전반적으로 사용되는 서비스를 애플리케이션과 베이직 소프트웨어 모듈에 제공한다.
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| − | ====메모리 기능====
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| − | * NvRAM Manager, MemAbs., Eeprom Abs., Flash Eeporm emulation, Internal/External Flash driver 등이 해당한다.
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| − | * 외부 디바이스의 경우 SPI 또는 I2C driver가 추가적으로 사용된다.
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| − | * 비휘발성 메모리 접근을 제어하기 위한 상태 관리, 읽기, 쓰기 인터페이스 제공 그리고 대상 메모리 디바이스 설정 기능이 제공된다.
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| − | ====통신 기능====
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| − | * Communication Manager, State Manager, Com, LdCom, PduR, Transport Module, Interface Module 그리고 Driver 모듈이 해당된다.
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| − | * 현재 오토사에서 지원하는 CAN, LIN, J1939, Flexray 그리고 Ethernet 통신을 지원하기 위한 모듈이 프로토콜별로 구성되며, 실제 버스 상의 하드웨어에서 수신되는 데이터를 애플리케이션에 신호로 전달하기 위한 일련의 과정을 처리한다.
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| − | ====암호 기능====
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| − | * Crypto Service Manager, Key Manager, Crypto HW Abs. 그리고 Crypto Driver가 해당한다.
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| − | * Crypto Driver의 경우 마이크로 컨트롤러 벤더 별 상이한 이름과 기능을 가지지만 제공되는 인터페이스를 통일하여 호환성을 갖췄다.
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| − | * 주로 SecOC 또는 진단 시 필요한 암호화 기능을 제공한다.
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| − | ====입출력 하드웨어 기능====
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| − | * I/O HW Abs. 그리고 I/O Driver가 해당한다.
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| − | * ADC 신호, PWM 신호등 하드웨어에서 전달되는 신호를 애플리케이션에 제공하기 전 정의된 규격에 따라 신호를 전처리 한 후, 정의된 인터페이스의 형태로 전달한다.
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| − | ====진단 및 에러처리 기능====
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| − | * Diagnostic Manager, Diagnostic Event Manager 그리고 Function Inhibit Manager 등이 해당한다.
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| − | * 그림에서와 같이 주로 메모리와 통신 기능을 주로 사용하나, 요구사항에 따라 암호화 기능을 추가적으로 사용한다.
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| − | ====오프보드 통신 기능====
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| − | * V2X management, Facilities, Transport Layer 그리고 V2X Networking 등이 해당한다.
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| − | * 기존의 통신 기능에 추가적으로 애드혹 기반의 차대차 또는 차대 사물 통신 기능을 지원한다.<ref>Automotive Software, 〈[https://autosw.tistory.com/13 오토사 구조 - 기능 관점]〉, 《티스토리》, 2020-09-29</ref>
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오토사 또는 AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)는 전장 개방형 시스템 아키텍처로 자동차에서 사용되는 개방형 시스템 아키텍처이다. 2003년에 만들어진 자동차 관련 분야의 세계적인 개발 파트너십이다. 자동차 ECU 개방형 표준 소프트웨어 구조를 개발하고 설립하는데 목적을 두고 있다. 구체적인 목표로는 다양한 차량 및 플랫폼 변형, 소프트웨어 이전 가능성, 가용성 및 안전 요구 사항 고려, 다양한 파트너 간의 협력, 천연 자원의 지속 가능한 활용 및 전체 제품 수명주기에 걸친 유지 관리 가능성에 대한 확장성이 포함된다.
역사
자동차에 들어가는 기술이 날이 갈수록 더욱 다양해지고 있어 더 많은 ECU가 탑재되고, 각 ECU에 들어가는 소프트웨어들 또한 더욱 더 복잡해지고 있다. 이 복잡해지는 소프트웨어로 인하여 다양한 문제들이 발생하는데, 이런 문제점들을 극복하고자 유럽의 주요 자동차회사와 부품회사들이 모여서 만든 것이 AUTOSAR이다.[1] AUTOSAR 개발 파트너쉽은 2003년 7월에 열린 산업 표준 자동차 E/E architecture 구조를 만들고 발전시키기 위해 BMW, 보쉬, 콘티넨탈, 다임러, 지멘스 VDO 그리고 폭스바겐에 의해 설립되었다. 포드 자동차가 2003년 11월에 핵심 파트너(Core Partner)로 가입했고, 그 해 12월에는 푸조와 토요타가 추가로 가입했다. 다음 해 11월에는 제네럴모터스가 핵심 파트너에 합류했고, 2008년 2월 지멘스 VDO가 콘티넨탈에 인수된 후 이는 자체 핵심 파트너에서 제외되었다. 2003년부터 AUTOSAR는 클래식 플랫폼(Classic Platform)을 위한 표준 자동차 소프트웨어 구조로써 4개의 릴리즈(Release)를 제공해 왔으며, 1개의 승인 테스트 릴리즈(Acceptance Tests Release)를 공개했다. AUTOSAR 클래식 플랫폼의 작업은 Phase I (2004-2006): 표준을 위한 기본 개발 (Releases 1.0, 2.0 and 2.1), Phase II (2007-2009): 구조와 방법론 측면에서의 표준 확장(Releases 3.0, 3.1 and 4.0) 마지막으로 Phase III (2010-2013): 유지 보수 및 개선(Releases 3.2, 4.1 and 4.2) 이렇게 세 단계로 나눌 수 있다. 2013 년 AUTOSAR 컨소시엄은 클래식 플랫폼이 표준을 유지하고 선택된 개선사항을 제공하기 위해 지속적인 작업 모드를 시작했다. 2016년에는 어댑티브 플랫폼(Adaptive Platform)을 개발하기 시작했다. 그의 첫 번째 릴리스는 2017년 초반에 발표되었고, 그 해 10월에 두번째 릴리즈인 17-10이, 그리고 2018년 3월에 18-03 릴리즈가 발표되었다. 최근의 목표는 2018년 10월 AUTOSAR 클래식, 어댑티브 및 기반(Foundation)표준을 어우르는 릴리즈의 출시를 위해 주요 개발 활동을 마무리하고 그것을 포함시키는 것이다.[2]
소프트웨어 구조
- 베이직 소프트웨어(Basic Software, BSW) : 상위 소프트웨어 계층의 기능적 부분을 실행하는 데 필요한 서비스를 제공하는 기능적 작업 자체가 없는 표준화 된 소프트웨어 모듈
- 런타임 환경(Runtime Environment, RTE) : 응용 프로그램 소프트웨어 구성 요소 간 및 기본 소프트웨어와 응용 프로그램 간의 ECU 내부 및 내부 정보 교환을 위해 네트워크 토폴리지에서 추출한 미들웨어
- 응용 프로그램 계층 : 런타임 환경과 상호 작용하는 응용 프로그램 소프트웨어 구성 요소
방법론
시스템 설계 단계에서 기능 소프트웨어의 아키텍처가 결정된다. 이는 소프트웨어 컴포넌트와 소프트웨어 컴포넌트를 에 분배하는 과정을 정의함으로써 이루어지는데 네트워크 통신도 이 단계에서 결정된다. 이 작업의 결과물이 바로 오토사 XML-시스템 디스크립션 파일로서, 각각의 ECU 특정 추출물은 이 시스템 디스크립션 파일로부터 생성된다. ECU 개발 과정 중, 소프트웨어 컴포넌트는 설계되고 구현되며 베이직 소프트웨어와 런타임환경이 구성된다. 개발자는 이 구성을 통해 프로젝트에 필요한 베이직 소프트웨어의 양을 결정한다. 이와 같은 방식으로 전체 ECU 소프트웨어를 최적화할 수 있다. 이 구성의 결과물이 ECU Extract of System Description에 맞춤 튜닝된 ECU Configuration Description이다. 코드 생성기는 ECU Configuration Description에 기반하여 ECU 소프트웨어용 베이직 소프트웨어를 생성 및 구현한다. 런타임 환경도 이러한 방식으로 ECU 맞춤형 기법으로 생성된다. 오토사에서 정의된 이 기법은 어플리케이션 소프트웨어를 ECU에 통합하는 과정을 확연히 간소화해주며 일일이 소프트웨어를 조정하는 과정은 필요하지 않다.[3]
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각주
참고자료
같이 보기
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