AUTOSAR下CAN通信栈设计详解

本文档详细介绍了如何在AUTOSAR（AUTomotive Open System Architecture）环境中实现CAN（Controller Area Network）通信栈软件的设计。随着汽车工业的复杂性日益增加，传统的汽车嵌入式系统设计方法已经难以应对这种挑战。为了提升系统的可维护性和模块化，许多全球领先的汽车制造商正在采用AUTOSAR标准，这是一种开放的软件架构框架，旨在统一和简化汽车电子系统的设计与开发。 AUTOSAR定义了一套通用的软件层结构，其中包括OSI模型的抽象，如应用层、驱动接口层（DRL）、网络管理器接口层（NMIL）等，这些层之间通过服务接口进行交互。在该背景下，实现CAN通信栈意味着开发符合AUTOSAR标准的软件模块，以处理CAN通信协议，并确保与其他系统组件的有效集成。 CAN通信栈的主要功能包括数据传输、错误检测和恢复、消息格式化、以及与AUTOSAR上层模块的交互。在AUTOSAR中，CAN通信栈通常作为低层网络服务，运行在硬件驱动之上，负责处理CAN控制器的具体操作，如发送和接收帧，管理帧的发送队列等。 设计过程涉及以下几个关键步骤： 1. **需求分析**：首先，理解系统的需求和CAN通信的具体应用场景，确定所需的功能和性能指标。 2. **接口设计**：根据AUTOSAR规范，定义CAN通信栈与上层应用和服务的接口，确保兼容性和互操作性。 3. **CAN库的选择或实现**：选择现有的开源库或自行编写代码实现CAN通信协议栈，确保其符合ISO 11898标准。 4. **测试与验证**：进行详尽的单元测试和系统级测试，确保CAN栈的正确性和可靠性。 5. **集成与调试**：将CAN通信栈整合到AUTOSAR架构中，通过模拟或实际硬件进行集成测试，解决可能存在的冲突和错误。 6. **文档编写**：提供详细的用户手册和技术文档，以便其他开发者理解和使用通信栈。 7. **维护与更新**：随着AUTOSAR标准的演进和汽车技术的发展，定期更新和维护通信栈以适应新的需求。 本文献由Johan Alexandersson和Olle Nordin两位学生在Linköping University的电气工程系完成，他们的研究工作是在Anders Nilsson和Simon Tegelid的指导下进行的，这是一份重要的实践报告，展示了如何在AUTOSAR环境中成功构建一个高效、可靠的CAN通信栈，为汽车电子系统的现代化和标准化提供了有价值的参考。