Ewolucja standardu AUTOSAR

Kacper Krysiński (Project Manager) & Marcin Medyński (Consultant) & Dariusz Menkal (Lead Software Engineer)

Samochód XXI wieku ma dwie odsłony. Jedną znają kierowcy, dla których to pojazd bezpieczny, wygodny i wyposażony w nowoczesne rozwiązania technologiczne, które zwiększają przyjemność jazdy. Drugą widzą na co dzień producenci i inżynierowie zaangażowani w proces konstrukcji oraz tworzenia oprogramowania. Dla nich to ciągle ewoluująca architektura oraz nowe wyzwania. Symbolem tego jest standard AUTOSAR, na bazie którego tworzone i implementowane jest oprogramowanie w nowoczesnych samochodach.

W tym roku mijają 134 lata, odkąd świat ujrzał bezkonny powóz Karla Benza. 112 lat temu rozpoczęto z kolei produkcję Forda Model T, od którego zaczął się motoryzacyjny boom. Minęło naprawdę wiele lat, nim dotarliśmy do obecnego punktu. Na tym zakończymy tę wyliczankę, bo wszyscy doskonale wiemy, jak zmienił się świat w XX wieku. Pozwólcie jednak, że zwrócimy waszą uwagę na inny ciekawy fakt – na to, jak przyspiesza rozwój technologiczny w sektorze automotive. Umożliwi nam to przykład standardu AUTOSAR, który ewoluuje dynamicznie, by odpowiedzieć na potrzeby rynku i OEM-ów (OEM - skrót od Original Equipment Manufacturer).

AUTomotive Open System ARchitecture

AUTomotive Open System ARchitecture, w skrócie AUTOSAR, to standard opracowany wspólnie przez producentów, dostawców komponentów i projektantów, który przyjęto w 2003 roku. Jest symbolem pewnego przełomu, efektem współpracy na różnych szczeblach i odpowiedzią na naturalną potrzebę wspomnianych uczestników procesu, którym zależy na ujednoliceniu podstawowych funkcji i utrzymaniu pełnej kontroli nad coraz bardziej skomplikowanym kodem oraz systemami. Na tej bazie tworzone i implementowane jest oprogramowanie w nowoczesnych samochodach, czego efektem jest mniejsza liczba występujących błędów.

Powołany do życia siedemnaście lat temu, nie bez przyczyny był nazywany przyszłością rynku motoryzacyjnego. Jego rola zmieniła się jednak w ciągu nieco ponad jednej dekady. Tylko tyle wystarczyło, by branża automotive zaczęła nazywać rzeczywistość standardu classic AUTOSAR-a światem motoryzacji XX wieku. Dlaczego mówi się o nim obecnie, jak o rozwiązaniu rodem z ubiegłego stulecia?

Classic Autosar – jak przyszłość stała się przeszłością

Classic AUTOSAR skupia się na obsłudze interface’ów sprzętowych, na realizacji cyklicznych zadań monitorowania wartości sensorów i kontrolowaniu modułów wykonawczych, actuatorów, w czasie rzeczywistym. Funkcjonalność poszczególnych komponentów, jak i ich możliwości komunikacyjne (interface’y), są niezmienne po procesie linkowania. Jakakolwiek zmiana sposobu zachowania jest możliwa tylko poprzez przeflashowanie całego urządzenia. Z kolei wykorzystanie w procesie rozwoju języka C zmusza do akceptowania dużych ograniczeń, choć wynagradza to większą kontrolą nad sposobem działania oprogramowania.

Oczywiście, co należy podkreślić, standard Classic AUTOSAR cały czas odgrywa istotną rolę w systemach mających wpływ na niezawodność. Jest wykorzystywany w najważniejszych z nich, tych decydujących o bezpieczeństwie.

Jak można by opisać powyższy akapit w prostszych słowach? Świat się zmienia, a wraz z nim rosną potrzeby nowych pokoleń użytkowników. Tych nie da się już zaspokoić, opierając architekturę na standardzie Classic AUTOSAR. To, co w jednych zastosowaniach jest niepodważalną zaletą, w innych bywa ograniczającą wadą i tak też jest w tym przypadku. Potrzeba dostępu do współczesnych usług i aplikacji, dążenie OEM-ów do zdalnej diagnostyki auta, do obiecującej możliwości prostszej i tańszej aktualizacji systemów i aplikacji - bez wizyty w serwisie, sprawiła, że branża automotive zaczęła szukać innych rozwiązań. Jedną z potencjalnych dróg stała się idea standardu Adaptive AUTOSAR. Wykorzystanie od lat znanego konceptu SOA (Service Oriented Architecture) w sektorze motoryzacyjnym oznacza szansę na dostarczenie usług, które do tej pory w samochodzie nie były dostępne.

Adaptive AUTOSAR – technologiczny powiew świeżości

Standard Adaptive AUTOSAR jest zorientowany modułowo, a tym samym zapewnia większą elastyczność w rozwoju oprogramowania dla ECU. Praca nad poszczególnymi komponentami systemu może być rozwijana niezależnie od siebie, a komunikacja między nimi realizowana w sposób dynamiczny. Jakakolwiek zmiana interfejsów w systemie wymaga modyfikacji jedynie tych aplikacji, które są od nich zależne, bez potrzeby ponownego generowania całej warstwy rte, komunikacyjnej, przekompilowywania jej oraz całego kodu, jak ma to miejsce w przypadku standardu Classic AUTOSAR.

Drugim ważnym aspektem jest elastyczna aktualizacja oprogramowania. Dodawanie nowych lub też modyfikowanie już istniejących aplikacji, a co za tym idzie funkcjonalności, może być wykonywane na działającym urządzeniu, bez konieczności jego wyłączania i ponownego włączania. Jest to możliwe dzięki dynamicznemu sposobowi informowania się aplikacji. W przypadku platformy Classic AUTOSAR potrzebna jest aktualizacja całego oprogramowania.

Jednocześnie nowa platforma umożliwia bardziej efektywne przetwarzanie większych ilości danych. To naturalna odpowiedź na zmiany w samochodach. Liczba stosowanych w nich czujników oraz zaawansowanych technologicznie kamer dostarcza dużą ilość danych, które muszą zostać przetworzone w możliwie jak najkrótszym czasie. Rośnie również liczba ecu i modułów, które funkcjonują wewnątrz pojazdu. W związku z tym zakres stosowania standardu Adaptive AUTOSAR może zwiększać się właśnie w obszarach przetwarzania większych ilości danych. Innymi słowy – idealnie wpisuje się w potrzeby i wymagania connected cars.

Warto też wspomnieć w tym miejscu o oparciu aplikacji standardu Adaptive AUTOSAR na systemach operacyjnych wykorzystujących standard POSIX. W przyszłości ich rozwój może prowadzić do poprawy parametrów czasowych reakcji na zdarzenia, a dzięki temu zbliżać się do systemów operacyjnych czasu rzeczywistego na tyle, na ile to będzie możliwe.

AUTOSAR – ewolucja, nie rewolucja

Adaptive AUTOSAR jest naturalną odpowiedzią na potrzeby branży automotive, która musi reagować na zmiany technologiczne i rosnące oczekiwania konsumentów. Kierowcy z entuzjazmem przyjmują udogodnienia, które zwiększają komfort jazdy i bezpieczeństwo. Uwidacznia to choćby postęp zauważalny w ewolucji oprogramowania automotive dla klasy premium. Dzięki nowym osiągnięciom i bliskiej współpracy specjalistów użytkownicy otrzymują nowoczesne rozwiązania techniczne, które wspierając kierowcę i są perfekcyjnie dopracowane. Tych potrzeb nie sposób ignorować. Nie znaczy to jednak, że właśnie dokonywana jest rewolucja, w myśl której Classic AUTOSAR ustępuje miejsca nowej platformie.

Obie te technologie nie wykluczają się, a wręcz bardzo dobrze uzupełniają. Bardzo mocne powiązania standardu Classic AUTOSAR z systemami embedded w sposób szczególny predestynują go do obsługi komponentów działających w czasie rzeczywistym, w tym stawiających nacisk na niezawodność i bezpieczeństwo działania. Stosunkowo „lekka” architektura AUTOSAR Classic pozwala na wykorzystanie procesorów o mniejszej wydajności, a tym samym posiadających mniejsze zapotrzebowanie na prąd, co jest szczególnie istotne w przypadku samochodów elektrycznych. Mnogość już istniejących rozwiązań po stronie OEM-ów do obsługi urządzeń na sieciach CAN i LIN również sprawia, że Classic AUTOSAR wydaje się niezbędny dla samochodowych ECU.

Z kolei łatwe wdrożenie i możliwość aktualizacji, dynamiczne linkowanie między dostawcami i odbiorcami usług, wykorzystanie nowoczesnych protokołów komunikacyjnych (SOMEIP, DDS, RESTful API) i języka C++14 pozwala w ramach standardu Adaptive AUTOSAR na elastyczną implementację komponentów umożliwiających autonomiczną jazdę, aktualizację over-the-air, internet of things czy chociażby streaming multimediów. Otwiera więc szeroko szanse dostosowywania oprogramowania ECU do potrzeb i aktualnych trendów w zakresie wykorzystania technologii. Jak duże ma to znaczenie w przypadku rozwiązań przyszłościowych, w rodzaju autonomicznych pojazdów, pokazujemy w naszym projekcie autonomicznego samuraja.

Co to więc oznacza? Systemy oparte o standard Adaptive AUTOSAR będą współpracowały z systemami Classic AUTOSAR w celu osiągnięcia możliwie najlepszych rezultatów. Oba znajdą swoje zastosowania w ECU, a eksperci zrobią użytek z ich atutów w możliwie jak najlepszy sposób. Dla kierowców oznaczać to będzie samochody nowoczesne, zaawansowane technologicznie, korzystające z nowatorskich technologii, a przy tym bezpieczne i niezawodne. A o to przecież wszystkim nam chodzi, prawda?

AUTOSAR - perspektywy zawodowe

AUTOSAR stanowi istotny element projektów realizowanych w sektorze automotive. Jest odpowiedzią na coraz większe oczekiwania kierowców dotyczące kwestii komfortu i bezpieczeństwa jazdy. Dla samych inżynierów stanowi natomiast interesujący kierunek rozwoju i szansę na ciekawą karierę.

W GlobalLogic wiemy, że sytuacja w branży motoryzacyjnej zmienia się nieustannie, co stanowi duże wyzwanie dla wszystkich zaangażowanych specjalistów. Dlatego wspieramy nasze zespoły, umożliwiając im nieustanne poszerzanie kompetencji, także w kontekście AUTOSAR. W ramach GlobalLogic Academy. Course: AUTOSAR zapewniamy inżynierom dostęp do niezbędnych narzędzi. Sam program szkoleniowy jest realizowany przez ekspertów posiadających wieloletnie doświadczenie w projektach zgodnych ze standardem AUTOSAR, którzy umożliwiają zdobywanie umiejętności w najbardziej praktyczny sposób - poprzez realizowanie zadań analogicznych do projektów komercyjnych.

Szukasz nowych możliwości? Jesteś zainteresowany pracą nad projektami dla motoryzacji? Szukamy osób, dla których skróty bsw i rte nie stanowią zagadki, ale również chętnych do wejścia w świat standardu AUTOSAR. U nas nauczysz się wszystkiego o basic software i pozostałych warstwach AUTOSAR. Zajrzyj do naszej zakładki kariera i dowiedz się więcej.

A może interesuje Cię inna branża? W GlobalLogic obsługujemy wiele sektorów, od handlu detalicznego, po opiekę medyczną. Jeśli chcesz dołączyć do jednego z naszych zespołów, zachęcamy do składania aplikacji i sprawdzenia aktualnych ofert pracy w zakładce kariera na naszej stronie internetowej. Jesteśmy otwarci na model pracy zdalnej i hybrydowej, a nasze biura mieszczą się w sześciu miastach Polski - we Wrocławiu, Krakowie, Szczecinie, Koszalinie, Zielonej Górze oraz Bydgoszczy.