AUTOSARの基礎

山本健太
株式会社 デンソークリエイト

アジェンダ

1.自己紹介2.はじめに3.開発の流れ

4.ツールチェーン
5.AUTOSAR固有用語説明

6.BSW説明
7.まとめ
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自己紹介
山本健太
株式会社デンソークリエイト所属• 2010年度入社• 2014年～ AUTOSAR関連の仕事に従事
LED-Camp• 2015年 LED-Camp3に参加• 2016年～ LED-Camp実行委員

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1. はじめに1. 本講座について
2. AUTOSAR概要

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本講座について
本講座の目的•AUTOSARに関する基礎的な知識を獲得すること（AUTOSAR詳細理解への弾み、ECU開発に向けての導入となる）

本講座のゴール•

AUTOSARの導入・使用に対する目的やうれしさを知る•

AUTOSARの開発の流れ、ツールに関する情報を知る•

AUTOSARの基本的な機能、構成および用語を理解する

対象のAUTOSAR仕様バージョン•

Release 4.3（20.7時点での最新はAR19-11）

参考文献•[1]：経済産業省 自動車新時代戦略会議（第１回）資料
https://www.meti.go.jp/committee/kenkyukai/seizou/jidousha_shinjidai/pdf/001_01_00.pdf

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AUTOSAR概要
AUTOSAR (The Automotive Open System Architecture)とは
•
•

設立：
•
•

自動車メーカ・サプライヤ企業(部品メーカ)を中心に作られたコンソーシアム‘03年7月､DaimlerChrysler社やBMW､Bosch等欧州メーカが中心•

車載電気・電子システムアーキテクチャにおけるオープンな業界標準の構築

目的：

コアパートナー：組織(WG)の運営、 プレミアムメンバー：WGへの参加、策 ディベロップメントメンバー：専門知識を持ち、管理を行う。仕様の決定権を持つ。 定中仕様へアクセスする権利がある。 策定された仕様のアクセス、利用が可能。

アソシエイトメンバー：策定された仕様のアクセス、利用する権利が与えられる。

ストラテジー
パートナー：
コア、プレミアムと共に仕様
を策定する

アテンディ：WGへの参加や協力、策定中の情報へのアクセスが可能。

出典：AUTOSAR「AUTOSAR Introduction」
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AUTOSAR概要
AUTOSARの特長
3つの“標準化”•

AUTOSAR方法論- AUTOSAR Methodology –… 開発方法論の標準化•

アプリケーションインタフェース - Application Interface –… 機能間でやり取りする情報の標準化•

レイヤードアーキテクチャ - Layered Architecture –… ソフトウェアアーキテクチャの標準化

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AUTOSAR概要[特長1] AUTOSAR方法論 - AUTOSAR Methodology 開発方法論の標準化••

AUTOSAR方法論に基づく開発
車両全体アーキテクチャから各ECUの設計まで統一の記述フォーマットで開発└XMLフォーマット

V字開発プロセスにおけるAUTOSARメソドロジー
設計フェーズをAUTOSAR
方法論で定義。
AUTOSAR準拠の各種ツールを使用して開発する
XML

XML

適合・車両確認(バリデーション)

要求分析

設計

車両アーキテクチャ設計

システム
仕様設計

システム検証コンポーネント
機能設計

検証

コンポーネント検証

車両システム設計
コード生成

XML

ECU単体システム設計
ECU単体システム開発
XML

ECU実行形式*.c、*.h

コード生成(ECU実行形式)(アーキテクチャ部分の自動生成)
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*.c
*.c

*.c
*.h

検証フェーズに対する
AUTOSAR方法論の
定義はない※開発の流れ、ツールについては、2章、3章
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AUTOSAR概要[特長2]アプリケーションインタフェース - Application Interface 機能間でやり取りする情報の標準化•

アプリケーションを構成する各機能のSW-C間インタフェースを標準化

アプリケーション例：シートヒーティング制御
アプリケーション層
Front Left
Front Left
Front Left
FrontRight FrontRight FrontRight
Power
Heating Dial Seat Heating Seat Heating Heating Dial Seat Heating Seat Heating Management
Control
Control

VFB (Virtual Functional Bus)
SW-C

：PPort (Client/Server Interface)：RPort (Client/Server Interface)：PPort (Sender/Receiver Interface)

I/Fの標準化
・SW-C間I/Fの通信方式を定義
・流れる情報(データ型)を定義
・ハードウェアや通信プロトコルを意識せず使用できる

VFB (Virtual Functional Bus：仮想機能バス)...SW-Cの内部接続I/Fを提供。車が一つのマイコン（ECU）
で制御されているような環境を仮想的に作る。
：RPort (Sender/Receiver Interface)※詳細は4章SWEST22 / 2020年8月21日 / 山本健太 / 株式会社デンソークリエイト© DENSO CORPORATION All RightsReserved.

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AUTOSAR概要[特長3]レイヤードアーキテクチャ- Layered Architecture -ソフトウェアアーキテクチャの標準化••

アプリケーションを再配置、再利用するためのソフト構造を標準化
共通ソフトウェアプラットフォームの提供

これまでのソフトウェア
アプリケーション
xxモジュール

AUTOSARがめざすソフトウェア
アプリケーションzzモジュ
ール

yyモジュール

マイコン(MCU)

アプリケーション層
SW-C SW-C SW-C ...

AUTOSARランタイム環境 (4章で説明)

マイコン(MCU)•メーカ個別のアーキテクチャ

H/W非依存の機能構成ｿﾌﾄ(4章で説明)

RTE (Runtime Environment)

RTE
BSW
ソフトウェアプラットフォーム

SW-C (Software Component)

BSW (Basic Software)
共通機能を提供するソフト(5章で説明)•標準化されたアーキテクチャ

アプリケーション◼
ソフトウェアプラットフォーム上に配置◼
個別ソフトウェアプラットフォームとのI/Fを使用(他環境の再利用性が低い)

アプリケーション(SW-C)◼
RTE上に配置
RTEとのI/Fは共通のため、再配置・再利用が容易

ソフトウェアプラットフォーム◼
製品独自の構成(モジュール、I/F)◼
ハードウェア依存度が高い

ソフトウェアプラットフォーム(RTE、BSW)◼
部品化、標準化されたソフトウェア◼
マイコンの違い、用途の違いに柔軟に対応

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AUTOSAR概要
AUTOSARを導入するメリット• ソフトウェアの再利用、再配置が容易になる
前述の「3つの標準化」により...
• ECUの違いを意識せずにSW-Cを開発でき、汎用性や再利用性が向上• BSWを独自に開発しなくとも、標準化された部品として購入可能→ 品質の向上、コスト削減に貢献できる
標準化された規格の制約により、個々の部品開発の難易度は上がる。
再利用の向上により、開発トータルとしてのコストは削減可能。

• 欧州を始めとした、OEMメーカ、サプライヤと対等に話ができる•

AUTOSARの用語や技術について共通認識の下で開発ができる→ 顧客の要求に対して幅広く対応が可能となる競争力の強化に貢献できる

自動車ソフトウェア開発における標準化の恩恵を享受できる

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AUTOSAR概要
AUTOSARで提供する標準化のソリューションは以下の5種類
Acceptance
Tests ForClassic
Platform

Application
Interface

Classic Platform(CP)

開発におけるメインのソリューション

Adaptive Platform(AP)※2章以降で説明

Foundation

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AUTOSAR概要
Classic Platform• 車両内のソフトウェアのリアルタイム性や信頼性を満たしつつ、開発コストや再利用性を高めるために、開発プロセスや仕様の標準化したもの
あるソフトウェアが別のソ
フトウェアを壊さない
SW-C BOS

システムは規定時間内に応答を返すSW-C AAUTOSARの考えを実現するためのソリューションで、現在の世界標準となっている

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AUTOSAR概要
Adaptive Platform• 運転支援技術や自動運転技術が高まるにつれて、車載内だけに留まらない新しい課題が増えてきた

Safe &
Security

Dynamic &Updateable

Cloud
SW
Package

Connected

Classic Platformでは、変化し続けるニーズに対応していくことは難しい

新しいAUTOSARのソリューションとして、
Adaptive Platformを立ち上げ

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AUTOSAR概要
Classic PlatformとAdaptive Platformの比較
Classic Platform

Adaptive Platform

OSEK OSベース

POSIX OSベース

ROMから直接コード実行

アプリケーションをRAMにロードして使用

すべてのアプリケーションに対してして同じア
ドレス空間

各アプリケーションが自身の(仮想)アドレス空間を持つ

シグナルベースの通信サービス指向の通信

固定のタスクコンフィグレーション

マルチで動的なスケジューリング

リアルタイム性と安全性がある組み込みシステム向けソリューション

Fail-operationを実現するような高性能ECU向けソリューション
出典：AUTOSAR「AUTOSAR Introduction」

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2. 開発の流れ（CP）
1. AUTOSARを利用したECU開発の流れ
2. 従来開発とAUTOSARを利用した開発の違い
3. まとめSWEST22 / 2020年8月21日 / 山本健太 / 株式会社デンソークリエイト© DENSO CORPORATION All RightsReserved.

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開発の流れ本章の概要• AUTOSAR方法論で規定されたECU開発の流れを説明する。
ゴール• AUTOSARを利用したECU開発と、従来のECU開発の違いを説明できること。
現状のAUTOSARでは未定義

キーワード• 成果物の標準化• SW-Cの再利用適合・車両確認(バリデーション)

要求分析
システム
仕様設計

コンポーネント
機能設計
本章での説明範囲

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システム検証コンポーネント検証
コード生成

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AUTOSARを利用したECU開発の流れ
上流設計から詳細設計，実装まで一連の流れを標準化し、通信ネットワーク，
ECU，マイコンの設定を順序立てて行う⇒ AUTOSAR方法論に基づく開発の流れ【①車両アーキテクチャ設計】【②車両システム設計】【③ECU単体システム設計】

仮想バス(VFB)に繋がるSW-Cの設計。

SW-Cを各ECUにマッピングして通信を定義。

ECUを構築するための情報を抽出。

SW-C
アクセル

SW-C
ブレーキ

SW-C
エンジン

Virtual Functional Bus
仮想バスによるデータの授受で機能を設計する。
.XML

System Configuration Input

ECU1

ECU2

SW-C
アクセル

SW-C
エンジン

SW-C
ブレーキ

.XML

ECU1
SW-C
アクセル

SystemConfiguration
Description

.XML

SW-C
ブレーキ

Extract of System
Configuration
Description【④ECU単体システム開発】【⑤実装】

RTEの設定，BSWのコンフィグレーションなど。

BSWのコンフィグレーションファイル，RTEを自動生成し、SW-Cを実装。

ECU1
SW-C
アクセル

ECU1
SW-C
ブレーキ

.XML

ECU
Configuration
Description

SW-C
ブレーキ

SW-C
アクセル

RTEのI/Fを使用して実装する。

RTE(詳細は6章)

RTE

ECU Configuration Descriptionから

BSW

BSW

コードを自動生成する。

規定された形式でXMLファイルを作成し、次工程の入力とする
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従来開発とAUTOSARを利用した開発の違い
各設計工程について、従来の開発とAUTOSARを適用した開発の違いに着目して説明する。
• 車両アーキテクチャ設計/車両システム設計• ECU単体システム設計• ECU単体システム開発• 実装

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車両アーキテクチャ設計/車両システム設計
車両全体を設計する•車両を構成する機能(SW-C)と機能間I/Fを設計し、SW-CをECUに配置する•

配置時は、ECUのハード制約等を加味する。

【従来開発】【AUTOSARを利用した開発】

成果物：車両メーカ独自形式で定義

成果物：XMLファイル（System Configuration Input）

WordやExcel，CANdbなど、車両メーカが独自のフォーマットでECUの仕様書を提供。

<車両アーキテクチャ設計>
SW-C
アクセル

車両メーカ

SW-C
ブレーキ

SW-C
エンジン

SW-C
機能仕様

Virtual Functional Bus

ECU1

通信

ECU2

機能仕様

仕様

機能仕様

[変化点①]
振る舞いは別文書。
機能を構成する要素としてSW-Cを定義する。 従来開発と同じ。
SW-C間のデータ形式はAUTOSAR仕様に従う。 (ツールで繋ぐなら、
Simulink等を使用可)<車両システム設計>
成果物：XMLファイル（System Configuration Description）

サプライヤA

サプライヤB(ECU1担当)（ECU2担当）

ECU1

ECU2

SW-C
アクセル

SW-C
エンジン

SW-C
ブレーキ

VFBを使用することで、SW-Cの配置がECUの内部⇔外部で変更されても、SW-Cを変更する必要はない(I/F共通)

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[変化点②]
SW-CをECUに配置することで、ECUの持つ機能を定義する。

20 /62ECU単体システム設計
ECU単体の情報を抽出する• 車両全体の機能群から開発対象のECUの持つ機能を抽出する。
【従来開発】【AUTOSARを利用した開発】

成果物：サプライヤ独自の形式で定義

成果物：XMLファイル（Extract of System Configuration Description）

独自開発したツールで通信仕様を抽出。

車両システム設計の成果物（車両全体の設計情報）から、機能仕様書はそのままECU開発の入力に。

開発対象のECUの情報を専用のツールで抽出する。

ECU
機能仕様

通信
.XML

仕様

SW-C
機能仕様

市販のECU情報

独自のECU情報
抽出ツール

SystemConfiguration
Description[メリット]
XMLの仕様が決まっており、独自ツールの開発は不要。
（市販ツールを使用できる）

抽出ツール

ECU

ECU情報

機能仕様

(独自形式).XML

ECU単体システム開発の入力[変化点]
機能(SW-C)の情報も抽出する。

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Extract ofSystemConfiguration
Description

SW-C
機能仕様

ECU単体システム開発の入力

21 /62ECU単体システム設計
OEMによっては従来開発の入力を利用するケースもある• 従来開発の入力（DBC/LDF/Fibex）がOEMから提供されるため市販ツールのコンバータでXMLに変換し、入力として扱う
DBC/LDF/Fibex

市販のコンバート
ツール

OEM提供の入力.XML

SystemConfiguration
Description

SW-C
機能仕様

市販のECU情報
抽出ツール

.XML

Extract ofSystemConfiguration
Description

SW-C

機能仕様

ECU単体システム開発の入力

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22 /62ECU単体システム開発
ECU単体のソフトウェアを設計する• ECUの機能を分析・設計し、実装できるレベルに落とす。
【従来開発】【AUTOSARを利用した開発】

成果物：サプライヤ独自の形式で定義

成果物：XMLファイル（ECU Configuration Description）①COM以下のコンフィグレーション①BSWのコンフィグレーション②アプリケーションの構造設計/関数設計②SW-Cを詳細化、実行条件・タイミング等を設計

ECU1

ECU1

Application1

Application2

関数1-1

関数2-1

関数1-2

関数2-2

SW-C：アクセル

SW-C：ブレーキ

Runnable1-1

Runnable2-1

Runnable1-2

Runnable2-2

RTE[メリット①]
I/Fが標準化されることで、SW-Cを再利用可能になる。
（SW-C同士のI/Fは、ECUの内外を問わず、RTEを介して規定の形式で行うため）

COM
BSW
DriverRunnable ： トリガ発生時に呼び出される関数(主な設定要素)・Runnableの入出力定義
・実行条件の定義
・データの定義
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[メリット②]
BSWのコンフィグレーションも
市販ツールで可能になる。
[変化点①]
市販のツールを使ってRunnableを設定する。
RTEはこの設定内容から自動生成する。

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実装
関数をコーディングする• 上位文書に従って関数内のロジックを実装する。
【従来開発】【AUTOSARを利用した開発】COMの差異をアプリケーションで一部吸収して実装。

COMの差異はRTEで吸収し、SW-CはCOMに左右されずに実装。

ECU

SW-C
ECU1

機能仕様

実装

App：ブレーキ

*.c

*.c

*.h

*.h

SW-C：アクセル
実装

*.c

*.c

*.h

SW-C：ブレーキ

*.h

再利用可能

COM
*.c

ECU1

機能仕様

App：アクセル*.h

ハンドコーディングで実装することも、
Simulink等でモデルベース開発することも可能。

*.c

*.h

RTE
*.c

.XML

*.h

ｺﾝﾌｨｸﾞ情報
ECU Configuration
Description(独自形式)
Driver
独自ツール

*.c

*.h

*.c

（コード生成）

*.h

市販ツール

BSW
*.c

*.h

*.c

*.h

（コード生成）
コンフィグレーション
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コンフィグレーション

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まとめ
開発の流れに大きな違いはない• 標準化された形式に従って成果物を作成することが主な変化点。
【従来開発との違い】
工程

従来開発

車両アーキテクチャ設計
車両システム設計
ECU単体システム設計

ECU単体システム開発

実装

AUTOSAR①ECU単位で機能仕様を作成する。
①SW-Cに分解して機能仕様を定義する。
②ECUに配置された機能から通信仕様を ②SW-CをECUに配置して通信仕様を作成
作成する。
する。
①独自ツールで情報を抽出する。
①市販ツールで情報を抽出する。
②主に通信仕様の情報を抽出する。
②通信仕様だけでなく、機能を含めて抽出する。
①独自ツールでCOM，Driverをコンフィグ ①市販ツールでBSWをコンフィグする。
する。
②RTEを使用することで、内外問わずSW②通信仕様の差異を意識して設計する。 C間のやり取りは規定された形式で行う。
①COMの差異をアプリーケーションで一 ①COMの差異はRTEで吸収し、SW-Cは部吸収して実装する。
COMに左右されずに実装する。

成果物を標準化することでツールの開発工数が削減され、インターフェースを標準化することでSW-Cの再利用可能となる。

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3. AUTOSAR開発ツールチェーン
1. AUTOSAR方法論で規定されているツール
2. ツールチェーン
3. ツールの嬉しさ・問題点

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AUTOSAR開発ツールチェーン
本章の概要• 前章で説明したAUTOSAR開発で使用するツールと、入出力によるツール
間の連携について説明する。
ゴール• AUTOSAR方法論で登場するツールの役割と、ツールチェーンについて説明できること。
キーワード• AUTOSARで規定されたXML形式• 入出力による連携

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AUTOSAR方法論で規定されているツール
AUTOSAR方法論では、各アクティビティに対して使用するツールが規定されている
例：System Build Methodology（抜粋）

CodeGenerator

Configuration
Editor
出典：Specification of RTE

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AUTOSAR方法論で規定されているツール
番号

ツール名称

①

System Configuration Generator

使用アクティビティ

機能②

System Configuration
車両アーキテクチャ、車両システムを設定する
車両アーキテクチャ設計/車両システム設計
ECU Configuration Extractor
After System Configuration
System Configuration Descriptionから特定のECUに関する情
ECU単体システム設計
報を抽出する③

SW Composition Generator

ECU Service Configuration

ECU毎に情報を抽出したシステム設計情報から、ECU内の全てのSW Compositionを保持するファイルを生成する。

④

Service Component Configurator

ECU Service Configuration

サービスコンポーネントをコンフィグレーションする⑤

Base ECU Config Generator

ECU Configuration

ECUのコンフィグ情報を生成する⑥

RTE Configuration Editor

ECU Configuration⑦

COM Configuration Editor

ECU Configuration

Comをコンフィグレーションする⑧

OS Configuration Editor

ECU Configuration

OSをコンフィグレーションする⑨

BSW Module Configuration Editor

ECU Configuration

その他のBSWをコンフィグレーションする⑩

RTE Generator

Basic Software Generation

RTEソースコードを生成する⑪

COM Generator

Basic Software Generation

Comソースコードを生成する⑫

OS Generator

コード生成OSソースコードを生成する
Basic Software Generation⑬

Other BSW Generator

Basic Software Generation

その他のBSWソースコードを生成する⑭

Flattener

Calibration -A2L Generation

SW-Cのもつ計測、適合情報の中間ファイルを生成する。

⑮

A2L Generator

Calibration -A2L Generation

ECUの計測変数、適合変数を保持するA2Lファイルを生成する

ECU単体システム開発
RTEをコンフィグレーションする

アクティビティやモジュール毎に多くのツールが定義されているSWEST22 / 2020年8月21日 / 山本健太 / 株式会社デンソークリエイト© DENSO CORPORATION All RightsReserved.

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ツールチェーン
各設計工程で使用されるツールと、入出力の繋がり【車両アーキテクチャ設計】
仮想バス(VFB)に繋がるSW-Cの設計
System Configuration Generator.XML
SystemConfiguration
Input【車両システム設計】
SW-Cを各ECUにマッピング（ECU構成，機能配置，通信仕様）
System Configuration Generator.XML【ECU単体システム設計】
特定のECUを構築するために情報を抽出
ECU Configuration Extractor

SystemConfiguration
Description
.XML
.XML
.XML
Extract of System
Configuration
Description【コード生成】
RTEコード，BSWのコンフィグレーションコードの生成
・RTE Generator
・COM Generator
AUTOSARで規定されたXML形式での入出力に準・OS Generator
拠することで、ツール間の連携が可能
・Other BSW Gnerator.XML
ECU Configuration
Description

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【ECU単体システム開発】
RTEの設定，BSWのコンフィグレーション
・SW Composition Generator
・Service Component Configurator
・Base ECU Configu Generator
・RTE Configuration Editor
・OS Configuration Editor
・COM Configuraiton Editor
・BSW Module Configuration Editor

*.h
*.h
*.h
*.h
*.c
*.h
RTE
Code,Header

*.h
*.h
*.h
*.h
*.c
*.h
Configuration
Code,Header

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AUTOSARツールチェーンの嬉しさ・課題
AUTOSARツールチェーンの嬉しさ• ツールの接続によるやりたいことに適合したツール環境の構築•

使いたいツールを選択して組み合わせることで、コストや機能範囲など、やりたいことに適したツールの組み合わせを選択できる• 自動化による手間削減、品質向上
•
•
•
•
•

上流工程の設計情報をそのまま入力として取り込める項目の自動補間、入力支援（設定項目の選択肢化、選択肢の絞込み等）
入力したデータの整合性、値域チェック
出力ファイルの再現性確保
成果品質の均一化

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AUTOSARツールチェーンの嬉しさ・課題
AUTOSARツールチェーンの嬉しさ• RTEの自動生成によるVFBの実現• 設計情報の管理•

全ての設計情報がXML形式にまとまることで、関連するデータを一元管理することができる• シミュレーションツールとの連携による早期テスト実施

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AUTOSARツールチェーンの嬉しさ・課題
AUTOSARツールチェーンの課題• ツールチェーンの不成立•

ツールの対象範囲やAUTOSAR解釈の違いなどにより、ツール間の連携がうま
くいかない
•
•

•

カバー範囲が広く、途中のXMLが出力できない
空タグの有無等、データ構造に関連する細かい点でベンダー独自の仕様が入り込んでしまう余地がある

ツールベンダーは他社のツールについて情報がないため、連携可否の情報は使用している側（車両メーカー）しかわからず、改善しにくい

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AUTOSARツールチェーンの嬉しさ・課題
AUTOSARツールチェーンの課題• 変更の影響範囲をコントロールしにくい•

自動化により隠蔽されており、思いもよらないところに影響する可能性あり• 作業にツールが必須となる••

ツールがないと設計内容が確認できない
ライセンスがあるため複数人での同時作業がしにくい• 設計内容が確認しにくい•

プロパティや別ダイアログなど、設定内容が一覧視できず確認しにくい

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4. AUTOSAR固有用語説明
1. Software ComponentとVFB
1. Software Component説明
2. Port説明
2. コネクタ説明

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本章の概要• AUTOSARを適用したECU開発で利用する固有用語について説明する
ゴール• ECU開発で利用する固有用語について理解し、説明できること。
キーワード• SW-C• VFB• Port/Port Interface• コネクタSWEST22 / 2020年8月21日 / 山本健太 / 株式会社デンソークリエイト© DENSO CORPORATION All RightsReserved.

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Software ComponentとVFB
Software Component (SW-C)• 車両の機能を構成する要素• ハードに依存しないソフトウェアモジュール•

機能の容易な再配置、再利用が可能

Virtual Functional Bus (VFB)• ハード構成を意識せずに機能設計するための仮想バス•

SW-C間の通信プロトコル、ハードウェア、タイミング設計等は考慮しない

出典：AUTOSAR「AUTOSAR_SWS_VFB」
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Software ComponentとVFB
内容

Software Component種別
Application software component

アプリケーションを実装するためのSW-C

Sensor-actuator software component

センサーとアクチュエータを制御するSW-C

Parameter software component

Calibration parameterを他のSW-Cに提供する

Composition software component

複数のSW-Cをカプセル化したより抽象度高いSW-C

Service Proxy software component

外部ECUのBSW Serviceを提供する機能をプロキシとして実現する
SW-C

Service software component

BSW Servicesの提供する機能をコンポーネント化したSW-C

ECU abstraction software
component

BSW ECU Abstractionの提供する機能をコンポーネント化したSW-C

NvBlock software component

不揮発性のデータを定義し、SW-C間でそのデータを共有するSW-C

Complex device driver component

BSW標準でないデバイスドライバの提供する機能をコンポーネント化
したSW-C
出典：AUTOSAR「AUTOSAR_SWS_VFB」

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Software Component説明Internal Behavior• SW-Cの内部動作••

RunnableEntity
RTEEvent

RunnableEntity• RTEから駆動される実行単位
•
•
•

処理の名称
参照、更新するデータ
内部の振る舞いSW-CInternal Behavior
RunnableEntity
RTEEvent

RTEEvent• RunnableEntityを起動するための要因

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Port説明Port• SW-C間でやり取りするための口Port Interface• Port間で流れるデータ、制御の呼び出し関係を定義する• ECU内/ECU外通信、使用するプロトコルはここでは考慮しない•

SW-CをECUに割り付ける際に定義する

•

PPort

• 提供側のPortをPPort、要求側のPortをRPortという•••ServerSender••ClientReceiver

RPort

SW-C
RPort

PPort

ClientServerPPort
Sender

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SW-C

RPort
Receiver40 /62

Port説明
ポートインタフェース
種別

内容

SenderReceiverInterface

SenderからReceiverに流れるデータを定義する

NvDataInterface

NvBlock SW-Cとそれ以外のSW-C間で流れる不揮発性データを定義する

ParameterInterface

Parameter SW-Cとそれ以外のSW-C間で流れるパラメータデータを定義する

ClientServerInterface

ClientからServerに要求する処理を定義する

ModeSwitchInterface

ModeDeclarationGroup（システムが扱う状態データ）を定義する

TriggerInterface

RTEEventを起動するためのトリガソースを定義する
出典：AUTOSAR「AUTOSAR_SWS_VFB」

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41 /62コネクタ説明• SW-Cのポート同士をつなぐ存在• 接続可能なポートは以下の条件を満たす必要がある••

PPortとRPortを接続
Rportに存在する全てのData Element・
OperationがPportに存在する

ポートインタフェース＝「IF_01」<<SenderReceiverinterface>>
IF_01• 以下の接続が可能
接続種別 Sender(P)/
P:R
Receiver(R)Client(R)/Server(P)Parameter

1:1

○

○

○

1:n

○

○

○

n:1

○

×

×

<<SenderReceiverinterface>>
IF_02
DataElements:
Boolean Data2
Int8

Data3

SW-C
1:n接続

コネクタ
n:1接続

<<SenderReceiverinterface>>
IF_03
DataElements:

ポートインタフェース＝「IF_02」

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SW-C

Boolean Data2

ポートインタフェース＝「IF_03」42 /62コネクタ説明
接続不可な例PPort同士を接続しようとしている

SW-C

SW-C

<<SenderReceiver<<SenderReceiverinterface>>

異なるインタフェースがinterface>>

割付けられている

IF_01

IF_02

DataElements:

DataElements:

Boolean Data1

Boolean Data2
Int8

Data3

1つのClient Portに対して複数のServer Portを接続しようとしている

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5. BSW説明
1. BSWとは？
2. BSWの構成
3. BSW Stack概要

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BSW説明本章の概要
BSWの概要と構成について説明する。
ゴール• AUTOSARの各Layerの概要を説明できること。

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BSWとは？ ～概要～
BSW＝Basic Softwareの略
RTEとMicrocontrollerを繋ぐ層
役割
実装におけるハードウェアの差異を吸収する
アプリが必要とする共通機能を提供する
出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」

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BSWの構成① Service Layer•

アプリケーションが共通に使用する機能を提供①①Service Layer④② ECU Abstraction Layer•

MCALが提供するデータ値をアプリケーションが使用できるように抽象化③ Microcontroller
Abstraction Layer•②②ECU Abstraction Layer

Complex
Drivers③③Microcontroller Abstraction
Layer

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」※MCALとも表記する

デバイスドライバを標準化し、ハードウェアに依存するデータ値を抽象化④ Complex Drivers•

AUTOSARで定義されていない機能を提供
実用例：サーボモータードライバ、LCDドライバ、
AUTOSAR非対応の既存資産を本モジュールとして扱う、等
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BSWの構成
Service Layer
•
•
•
•
•

System Services
Memory Services
Cypto Services
Off-board Communication Services
Communication Services

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSWの構成ECU Abstraction Layer
•
•
•
•
•
•

Onboard Device Abstraction
Memory Hardware Abstraction
Crypto Hardware Abstraction
Wireless Communication HW Abstraction
Communication Hardware Abstraction
I/O Hardware Abstraction

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSWの構成
Microcontroller Abstraction Layer
•
•
•
•
•
•

Microcontroller Drivers
Memory Drivers
Communication Drivers
I/O Drivers
Crypto Drivers
Wireless Communication Drivers

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSW Stack概要
各LayerはStackと呼ばれるサービスの種別毎に更に分割される
•
•
•
•
•
•

SystemMemoryCryptoOff-board Communication(AR4.3で追加)
Communication
Input/Output(I/O)

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSW Stack概要
Communication• 車載ネットワークシステム、
ECUオンボード通信システム、
ECU内SW間通信へのアクセスを標準化する• 対応している通信プロトコル
•
•
•
•
•

CAN(CANFD)
TTCAN
J1939
LIN(Maste/Slave)
TCP/IP(Ethernet)※右図はCANのモジュール構成• 異なる通信プロトコル間のゲートウェイ

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSW Stack概要
Off-board Communication Services• 車輌ワイヤレスネットワーク
システムを用いた通信へのアクセスを標準化する• 外部ワイヤレスEthernet
コントローラの制御にも対応
このStackはV2xと呼ばれることが多い※Vehicle-2-X

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSW Stack概要
System• 標準化可能な機能
OS,タイマ,エラーメモリ管理• ECU特有のサービス
ECU状態管理,ウォッチドッグ管理• 各種ライブラリ
固定/浮動小数点演算,E2E
CRC,Crypto, Bit制御,
その他拡張機能（ex：64bit演算 等）

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSW Stack概要
Memory• 内部/外部不揮発性メモリへのアクセスを標準化する• 対象デバイスはEEPROM / FlashROM• データ冗長化や書き込み回数を考慮した制御も可能※実装はBSW Vendorに依存する

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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BSW Stack概要
Crypto• 暗号化機能へのアクセスを標準化する• ハードウェアによる暗号化、ソフトウェア
による暗号化双方をサポートする• 外部Cryptコントローラの制御にも対応

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BSW Stack概要
Input/Output(I/O)• ECUオンボードの周辺機器へのアクセスを標準化する• Port：物理ポートの入出力、機能等を設定• Dio：汎用入出力ポート制御• Adc：A/D変換制御• Pwm：Pulse width modulator制御• Icu：Input Capture制御• Ocu：OutputCompare制御

出典：AUTOSARAUTOSAR_EXP_LayeredSoftwareArchitecture」
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実際の開発で感じたこと
私たちが開発している工程【車両アーキテクチャ設計】
仮想バス(VFB)に繋がるSW-Cの設計
System Configuration Generator.XML
SystemConfiguration
Input【車両システム設計】
SW-Cを各ECUにマッピング（ECU構成，機能配置，通信仕様）
System Configuration Generator.XML【ECU単体システム設計】
特定のECUを構築するために情報を抽出
ECU Configuration Extractor

SystemConfiguration
Description
.XML
.XML
.XML
Extract of System
Configuration
Description【コード生成】
RTEコード，BSWのコンフィグレーションコードの生成
・RTE Generator
・COM Generator
・OS Generator
・Other BSW Gnerator.XML
ECU Configuration
Description

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【ECU単体システム開発】
RTEの設定，BSWのコンフィグレーション
・SW Composition Generator
・Service Component Configurator
・Base ECU Configu Generator
・RTE Configuration Editor
・OS Configuration Editor
・COM Configuraiton Editor
・BSW Module Configuration Editor

*.h
*.h
*.h
*.h
*.c
*.h
RTE
Code,Header

*.h
*.h
*.h
*.h
*.c
*.h
Configuration
Code,Header

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実際の開発で感じたこと
うれしいところ• コンフィグレーションするだけでコードが自動的に生成される• Communication StackやDiagnosticのように標準規格に従う機能は、製品毎に違いが少ないため、BSWを再利用でしやすい• OEMとの仕様調整がAUTOSARをベースとするため容易になる
課題• ベンダー毎の仕様解釈の違い、独自仕様に起因したインテグ問題•••

フォーマットが違うことで異なるベンダのツールが使用できない
ツールベンダー独自のI/F、型を持つ場合があり、異なるベンダのソフト同士を結合できないベンダ毎に仕様準拠状況、制約が異なるため、ベンダの変更に対する影響が大きい 等々• 購入した3rd Party製ソフトの品質保証• AUTOSAR仕様ではOEM要件（機能/非機能関わらず）が少なからずある
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まとめ
AUTOSARに関する導入知識獲得のために、以下を説明した。
• AUTOSARの概要(3つの標準化) 、導入・使用の目的やうれしさ [1章]•••

アプリケーションインタフェース (Application Interface)
AUTOSAR方法論 (AUTOSAR Methodology)
レイヤードアーキテクチャー (Layered Architecture)• AUTOSARの開発の流れ、従来のECU開発との違い [2章]
• AUTOSARツールチェーンに関する情報 [3章]••••

車両アーキテクチャ設計
車両システム開発
ECU単体システム設計
ECU単体システム開発

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まとめ
AUTOSARに関する導入知識獲得のために、以下を説明した。
• AUTOSARの固有用語として、主にSW-Cに関連する用語 [4章]
•
•
•

SW-C
VFB
Port、コネクタ• AUTOSAR BSWの役割、機能概要 [5章]••

BSWの階層構造
Stack毎のモジュール構成、機能概要

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