目录

一、AUTOSAR介绍

相关缩写

1.AUTOSAR是什么?为什么要用AUTOSAR?

2.联盟成员

3.国内AUTOSAR现状

3.1发展情况

3.2市场规模

3.3人才培养

二、AUTOSAR分层模型

1.应用层(Application Layer)

2.运行时环境(Runtime Environment)

3.基础软件(BasicSoftware)

3.1服务层(Services Layer)

   (1)通信服务(Communication Services)

   (2)内存服务(Memory Services)

   (3)系统服务(System Servieces)

   (4)多核系统服务

3.2ECU抽象层(ECU Abstraction Layer)

   (1)板载设备抽象(Onboard Device Abstraction)

   (2)存储器硬件抽象(Memory Hardware Abstraction)

   (3)通信硬件抽象(Communication Hardware Abstraction)

   (4)I/O硬件抽象(I/O HardwareAbstraction)

3.3微控制器抽象层(Microcontroller Abstraction Layer)

   (1)微控制器驱动(Microcontroller Drivers)

   (2)存储器驱动(Memory Drivers)

   (3)通信驱动(Communication Drivers)

   (4)I/O驱动(I/O Drivers)

3.4复杂驱动(ComplexDrivers)

4.微控制器(Microcontroller)

三、产业链相关

1.OEM厂商

1.1国外主机厂以及品牌

1.2国内主机厂以及品牌

2.tier1厂商

2.1国外几大tier1厂商及介绍

2.2国内几大tier1厂商及介绍

3.tier2厂商

3.1不同领域几大tier2厂商

4.车规芯片厂商

4.1国外厂商及产品介绍

4.2国内厂商及产品介绍


一、AUTOSAR介绍

相关缩写

汽车电子相关缩写

缩写

全称

描述

RTE

Run Time Environment

运行时环境

BSW

Basic Software

基础软件

ECU

Electronic Control Unit

电子控制单元

MCAL

Microcontroller Abstraction Layer

微控制器抽象层

VFB

Virtual Function Bus

虚拟功能总线

SWC

Software Component

软件组件

ASIL

Automotive Safety Integrity Level

汽车安全完整性等级

SAE

Society of Automotive Engineers

美国汽车工程师学会

ABS

Antilock Brake System

制动防抱死系统

EPS

Electric Power Steering

电动助力转向系统

ESP

Electronic Stability Program

电子稳定系统

BMS

Battery Management System

电池管理系统

HSM

Hardware Security Module

硬件安全模块

ASPICE

Automotive Software Process Improvement and Capacity dEtermination

汽车软件过程改进及能力评定

1.AUTOSAR是什么?为什么要用AUTOSAR?

        AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)是一种汽车开放性系统架构,成立于2003年。

        汽车电子系统是以汽车电子技术为基础的汽车结构系统,目的在于提高汽车整体性能(包括动力性、经济性、排放性、安全性、舒适性、操纵性等),改善和解决能源紧缺、环境污染、交通安全等问题。汽车电子系统的核心是由微控制器、外围电路及相关软件构成的电子控制单元(ECU),也称作汽车嵌入式系统(Automotive Embedded System,AES)。按照汽车电子系统的应用场合,可以将其划分为动力、底盘、车身和娱乐这四个分系统。

        随着技术的发展,汽车电子系统变得越来越复杂,处理器种类繁多,不同的应用领域有不同种类的处理器和对应开发工具。为了解决行业普遍性问题,提高软件的可重用性和开发效率,德国的主要OEM厂商成立了汽车开放系统架构(AUTomotive Open Systems ARchitecture, AUTOSAR)联盟。

        AUTOSAR联盟致力于汽车电子软件标准化工作,按照该标准开发的汽车应用软件具备更好的可扩展性以及可移植性,能够实现对现有软件的重用,大大降低了汽车软件开发过程中的重复性工作,提高了工作效率。

        AUTOSAR 的计划目标主要有三个:

  • 建立分层的体系架构;
  • 为应用程序的开发提供方法论;
  • 制定各种应用接口规范。

        AUTOSAR目前分为两种:CP(Classic Platform AUTOSAR,经典平台)和AP(Adaptive Platform AUTOSAR,自适应平台)。我们提到的AUTOSAR一般指CP,用于硬实时的MCU平台,AP则用于高算力的MPU平台。下面内容均基于CP进行介绍。

2.联盟成员

        AUTOSAR联盟拥有全球350+成员。

  • 核心成员:9家,分别是宝马、博世、欧陆、福特、通用、戴姆勒、PSA集团、丰田、大众
  • 高级成员:65家,华为、百度、EB、长城、英飞凌、英伟达、NXP、意法半导体、Vector
  • 联合成员:79家
  • 开发成员:+165家
  • 参与成员:+40家

        这里只介绍核心成员:


上汽通用人员组织架构图_汽车

AUTOSAR核心成员

        宝马:德国汽车品牌,创建于1916年,总部设在德国巴伐利亚自由州的慕尼黑,2022年营收1426亿欧元。

        博世:德国的工业企业之一,成立于1886年,从事汽车与智能交通技术、工业技术、消费品和能源及建筑技术的产业,2022年销售额达到884亿欧元。

马牌轮胎:隶属于大陆集团,德国运输行业制造商。主要产品为轮胎,制动系统,车身稳定控制系统,发动机喷射系统,转速表,以及其他汽车和运输行业零部件,2022年营收414.49 亿美元。

        福特:汽车品牌,美国福特汽车公司,世界上最大的汽车生产商之一,成立于1903年,总部位于密歇根州迪尔伯恩市,2022年营收1271亿美元。

        通用:汽车公司成立于1908年9月16日,总部位于美国密歇根州底特律,2022年营收1567亿美元。

        戴姆勒:梅赛德斯-奔驰集团股份公司总部位于德国斯图加特,是全球最大的商用车制造商,2022年营收1577.82 亿美元。

        STELLANTIS:STELLANTIS集团是一家由PSA集团和菲亚特克莱斯勒集团(FCA)以50:50的股比合并而来的汽车制造商及出行方案提供者,总部位于荷兰阿姆斯特丹,2022年营收1700亿欧元。

        丰田:日本汽车制造公司,总部位于日本爱知县丰田市和东京都文京区,2022财年营收2752.88 亿美元。

        大众:汽车品牌,总部位于德国沃尔夫斯堡的汽车制造公司,2022年营收2792亿欧元。

3.国内AUTOSAR现状

3.1发展情况

        AUTOSAR技术在中国得到了一定程度的推广和应用,一些企业和研究机构积极参与AUTOSAR标准的制定和实施。一些汽车制造商和供应商开始采用AUTOSAR标准来开发车载电子系统,以提高软件的可重用性、互操作性和可扩展性。AUTOSAR技术在国内有着积极的发展态势,可能会在未来得到更广泛的应用,并推动中国汽车行业软件开发水平的提升。

3.2市场规模

        目前,中国AUTOSAR市场规模相对较小,但随着汽车产业的快速发展和智能化趋势的加速,AUTOSAR作为提升软件质量和开发效率的标准有望迎来更多的机会和市场需求。随着汽车电子化水平不断提升,AUTOSAR在中国市场的应用前景将逐渐扩大。

3.3人才培养

        在AUTOSAR领域,中国也面临着人才短缺的挑战。目前,一些高校和培训机构开始加强AUTOSAR相关技术的培训和教育,以满足市场对于AUTOSAR技术人才的需求。一些企业也通过自身的培训计划和技术交流活动,加强内部员工和外部合作伙伴对AUTOSAR标准和技术的学习和掌握,促进人才储备和技术发展。

二、AUTOSAR分层模型

        AUTOSAR的理念之一就是分层:将软件根据功能分为不同层级,并将各个功能模块化、标准化。软件架构被抽象成四层,由上至下依次为:应用层(Application Layer)、运行时环境(Run Time Environment,RTE)、基础软件层(Basic Software,BSW)以及微控制器(Microcontroller)。


上汽通用人员组织架构图_上汽通用人员组织架构图_02


AUTOSAR体系架构

        应用层完全独立于硬件,基础软件层与硬件相关,并在两者中间设立了一个运行时环境,从而使两者分离,形成了一个分层体系架构。分层可以给OEM带来很多好处,一方面,可以专注于开发特定的、有竞争力的应用层软件;另一方面,它使OEM所不关心的基础软件层得到标准化。

        AUTOSAR分层结构的核心是RTE层,通过RTE实现AUTOSAR软件组件之间以及应用层与基础软件之间的通信,这就要求软件组件之间必须有标准的AUTOSAR接口,AUTOSAR规范把汽车电子领域的一些典型应用划分为多个模块,并规定了这些软件组件相关的参数,如名称、范围、类型等。

1.应用层(Application Layer)

        应用层包含若干个软件组件(Software Component,SWC)和三种类型的通信端口。每个软件组件通过定义好的端口与其他软件组件进行通信。三种类型AUTOSAR端口如下:

  • 需求端口(Require-In);
  • 供给端口(Provide-Out);
  • 组合的供给需求端口(Provide-Require InOut)。

        这些端口可以引用下列类型的接口:

  • 发送-接收接口(Sender-Receiver);
  • 客户-服务器接口(Client-Server);
  • 模式-切换接口(Mode-Switch);
  • 非易失数据接口(Nonvolatile Data);
  • 参数接口(Parameter);
  • 触发接口(Trigger)。

2.运行时环境(Runtime Environment)

        运行时环境(RunTime Environment,RTE)介于应用层和基础软件层之间,它实现了特定ECU上的虚拟功能总线(VFB),为应用层的软件组件提供标准化的基础软件和通信接口。应用层可以通过API函数调用基础软件的服务,RTE抽象了ECU之间的通信,为其统一了通信接口。这就使得ECU软件的开发与具体的硬件相脱离,上层应用策略开发的人员可以更加专注于软件功能的开发,而不用纠缠于软件底层的细节。

3.基础软件(BasicSoftware)

        AUTOSAR基础软件层的结构主要由四部分组成,即微控制器抽象层(Microcontroller  Abstraction Layer,MCAL)、ECU 抽象层(ECU Abstraction Layer)、服务层(Services Layer)以及复杂驱动(Complex Drivers)。


上汽通用人员组织架构图_汽车_03

AUTUSAR基础软件层


  • MCAL包含了跟硬件相关的驱动程序,可以用来访问内存、通信和I/O 等;
  • ECU 抽象层负责提供统一的访问接口实现对通信、内存或者I/O的访问,从而无须考虑这些资源由微处理器提供还是由外部设备提供;
  • 服务层提供各种类型的后台服务,例如网络服务、内存管理和总线通信服务、操作系统等。

        BSW由一系列基础服务软件组件构成:


上汽通用人员组织架构图_设计规范_04

AUTOSAR基础软件层的结构

        基础软件层的组件及其功能对应如下:

  • 系统(System):提供标准化的规定(针对操作系统、定时器以及错误存储器)、ECU特定的服务(ECU 状态管理、看门狗管理)和库函数;
  • 内存(Memory):对内部和外部的内存(非易失性存储器)的访问入口进行标准化;
  • 通信(Communication):对汽车网络系统、ECU通信系统以及ECU内部软件的访问入口进行标准化;
  • 输入/输出(I/O):对传感器、执行器以及ECU外设的访问入口进行标准化。

        BSW按照模块类型又可分为驱动模块、接口模块、处理模块以及管理器。

  • 驱动模块:分为内部驱动和外部驱动,内部如内部eeprom、内部CAN、内部ADC等,外部如外部看门狗、外部Flash等。这部分属于MCALL。
  • 接口模块:包含对其次级模块进行抽象的功能,它提供一个通用的接口函数来访问一种特定的器件类型,与该类型器件的数目、具体硬件实现无关,比如对一个特定功能的硬件进行抽象,CAN通信系统的接口模块提供了一个通用的接口函数来访问CAN通信网络,并且与ECU上CAN控制器的数目以及具体硬件实现无关。一般属于ECU抽象层。
  • 处理模块:它控制着一个或者多个客户端对一个或者多个驱动程序的并行、多重以及异步地访问。也就是起着缓冲、队列、仲裁以及多路复用的功能。通常会并入驱动程序或是接口模块中(比如 SPIHandlerDriver、ADC Driver等)。
  • 管理器:为多重客户端提供服务,如非易失性随机存储器(NVRAM)的管理器负责对内部或是外部存储设备进行并行的访问,如Flash、EEPROM存储器。同时,它也可以完成分布式并且可靠的数据存储、数据校验以及默认值的规定等。一般属于服务层。

        下面对各部分进行详细解析。

3.1服务层(Services Layer)

        服务层的主要任务是为应用程序、RTE以及基础软件模块提供最基本的服务。按照服务对象的不同,服务层又可以分成三部分,即通信服务(Communication Services)、内存服务(Memory Services)、系统服务(System Servieces)。

   (1)通信服务(Communication Services)

        主要任务是为车辆通信网络和车载网络的诊断通信提供一个统一的接口,为网络管理提供统一的服务,以及从应用程序中隐藏相关协议和消息属性。与单片机和ECU硬件无关,但是有一部分需要取决于总线的类型。下面是通信服务示例:


上汽通用人员组织架构图_基础软件_05

通信服务示例

        下面是与车辆网络系统相关的通信服务:

  • 通信协议栈——CAN
  • 通信协议栈扩展——J1939
  • 通信协议栈——LIN
  • 通信协议栈——FlexRay
  • 通信协议栈——TCP/IP
   (2)内存服务(Memory Services)

        内存服务只包括一个模块——NVRAM管理器。它负责非易失性数据(来自不同存储驱动器读/写)的管理。其主要任务是以统一的方式为应用程序提供非易失性的数据,同时对存储位置和属性进行抽象,对非易失性数据的管理提供机制,比如数据的保存、读取、校验保护和验证等。内存服务与单片机和 ECU硬件无关。

   (3)系统服务(System Servieces)

        系统服务是一组模块和函数,这些模块和函数可以被所有软件层模块使用。比如实时操作系统(包括定时器服务)和错误管理(Error Manager)。系统服务的实现与单片机、ECU硬件以及应用程序有部分关联,其上层接口与单片机和ECU硬件无关。下面是系统服务包含的所有模块:


上汽通用人员组织架构图_基础软件_06

系统服务的结构

下面介绍系统服务模块的两个重要功能:

   错误处理、报告和诊断

        在 AUTOSAR 中,针对错误处理的不同方面分为不同的模块:

  • 调试模块(Debugging)
  • 诊断事件管理器(Diagnostic Event Manager)
  • 诊断记录和追踪模块(Diagnostic Log and Trace)
  • 开发错误追踪器(Development Error Tracer)
  • 诊断通信管理器(Diagnostic Communication Manager)

上汽通用人员组织架构图_上汽通用人员组织架构图_07

错误处理、报告和诊断模块

   (4)多核系统服务

        AUTOSAR 操作系统是属于系统服务的一项重要内容,HOC(Inter-OS-Application-Communicator)是(AUTOSAR OS)的一部分,提供了一种通信服务,当客户端端需要在同一个ECU的不同操作系统应用程序(OS Application)之间进行通信时,这种通信服务就可以被客户端访问。基础软件模块可以在多个内核上执行,例如Communication Manager模块。


上汽通用人员组织架构图_基础软件_08

多核系统服务

3.2ECU抽象层(ECU Abstraction Layer)

        ECU抽象层为通信、内存、I/O提供统一的访问接口,让开发者无需考虑这些资源是由哪些硬件提供的。ECU抽象层主要包括板载设备抽象(Onboard Device Abstraction)、存储器硬件抽象(Memory Hardware Abstraction)、通信硬件抽象(Communication Hardware Abstraction)和I/O硬件抽象(I/O HardwareAbstraction)四个部分。

   (1)板载设备抽象(Onboard Device Abstraction)

        板载设备抽象包含ECU板载设备的驱动,这些设备不能被视作传感器或者执行器,比如外部看门狗。这些驱动通过微控制器抽象层(MCAL)对ECU板载设备进行访问。板载抽象设备具有以下特点:

  • 任务:对特定的 ECU 板载设备进行抽象;
  • 实现:不依赖于微控制器,依赖于外部设备;
  • 上层接口:不依赖于微控制器,部分依赖于ECU硬件。
   (2)存储器硬件抽象(Memory Hardware Abstraction)

        存储器硬件抽象包含了一组模块,它能够从外围存储器所在的位置以及ECU硬件层进行抽象。用户可以通过存储器特性抽象/仿真模块访问存储器驱动。具有以下特点:

  • 任务:提供相同的机制以访问内部和外部存储器;
  • 实现:不依赖于微控制器,依赖于外部设备;
  • 上层接口:不依赖于微控制器、ECU 硬件和存储器。  

        一般包含以下模块:

  •  FEE(Flash EEPROM Emulation)该模块使用 Flash 存储器来仿真 EEPROM 功能。FEE 对设备特定的寻址方案和划分进行抽象,并且向上层提供虚拟寻址方案和划分,以及“事实上”无限制的擦除循环。
  • EA(EEPROM Abstraction)EEPROM抽象同样也对设备特定的寻址方案和划分进行抽象,并且向上层提供虚拟寻址方案和划分,以及“事实上”无限制的擦除循环。
  •  MemIf(Memory Abstraction Interface)存储器接口允许非易失性存储器管理机访问若干个存储器抽象模块(FEE或者EA模块)。存储器接口从下层的FEE或者EA模块进行抽象,并给上层提供线性地址空间的虚拟划分。
   (3)通信硬件抽象(Communication Hardware Abstraction)

        通信硬件抽象包含了一组模块,它能从通信控制器和 ECU 硬件层进行抽象。一般包含以下模块:

         CanIf(CAN Interface)

        CAN接口位于底层CAN设备驱动(CAN控制器驱动和收发器驱动)和上层的通信服务层(例如网络管理、传输协议等)之间。它是底层设备连接上层通信服务的接口。CAN接口向CAN通信模块提供对CAN控制器驱动和CAN收发器驱动的抽象访问,以实现对CAN网络的控制和管理。CAN接口会将状态变化请求向下层发送,例如从COM管理机向下层CAN设备驱动的请求;或者向上发送,将CAN控制器/收发器驱动事件发送到相应的网络管理模块(Network Management,NM)。

        LinIf(LIN Interface)

        该模块规范了AUTOSAR基础软件模块中的LIN接口(LinIf)和LIN传输协议(LINTransport Protocol,LinTp)的功能、API 以及配置。LIN 传输协议是 LIN 接口的一部分。LIN 接口独立于硬件,并且也定义了对上层模块(PDU 路由)和下层模块(LIN驱动)的接口。一个 LIN 接口可以处理多个 LIN 驱动,一个 LIN 驱动可以处理一个或多个通道。

   (4)I/O硬件抽象(I/O HardwareAbstraction)

        I/O硬件抽象包含了一组模块,它能够对外围I/O设备(板载或板级)的位置和ECU硬件层(例如微控制器的管脚等)进行抽象,但无法对传感器或执行器进行抽象。具有以下特点:

  • 任务:传递 I/O 信号,向更高的软件层隐藏 ECU 硬件及布线的属性;
  • 实现:不依赖于微控制器,依赖于ECU 硬件;
  • 上层接口:不依赖于微控制器和ECU硬件,依赖于根据AUTOSAR规定的信号类型。I/O硬件抽象模块的目标是数据可以通过RTE传输,完全不依赖于ECU硬件。

3.3微控制器抽象层(Microcontroller Abstraction Layer)

        MCAL包含内部驱动,可以直接访问微控制器和片内外设。MCAL可以分为微控制器驱动(Microcontroller Drivers)、存储器驱动(Memory Drivers)、通信驱动(Communication Drivers)和I/O驱动(I/O Drivers)四个部分,各部分又由具体的与微控制器硬件相对应的驱动模块组成。


上汽通用人员组织架构图_单片机_09

微控制器抽象层

        下面将详细介绍各部分:

   (1)微控制器驱动(Microcontroller Drivers)

        微控制器驱动由通用定时器驱动(General Purpose Driver,GPT Driver)、看门狗驱动(Watchdog Driver, WDG Driver)、微控制器单元驱动(Microcontroller Unit Driver, MCUDriver)和内核测试(Core Test)四个部分组成。

        GPT Driver

        在AUTOSAR中有两类定时器:操作系统定时器和硬件定时器。该模块使用通用定时器单元的硬件定时器通道,为操作系统或者其他基础软件模块提供计时功能,一个典型的时间周期范围是 50μs~5ms。

        GPT 驱动的作用是:

  • 启动和停止硬件定时器;
  • 得到定时器数值;
  • 控制时间触发的中断;
  • 控制时间触发的中断唤醒。

        WDG Driver

        WDG Driver的功能主要是初始化和触发看门狗。WDG Driver有内部WDG Driver和外部WDG Driver,提供触发功能和模式选择服务。

        MCU Driver

        MCU Driver可以直接访问微控制器硬件,它的主要功能是初始化、休眠、复位微控制器以及提供其他MCAL软件模块所需的与微控制器相关的特殊功能。

        Core Test

        Core Test(内核测试)模块包含周期性测试和启动测试。内核测试模块可以对CPU的所有寄存器进行测试,提供中断控制和异常检测。该模块还对算术逻辑单元、存储保护单元和缓存控制器等进行检测。

   (2)存储器驱动(Memory Drivers)

        存储器驱动由内部EEPROM驱动、内部Flash驱动、RAM测试和Flash测试四部分组成。

        内部 EEPROM 驱动

        内部EEPROM驱动提供初始化服务,以及对内部EEPROM的读、写、擦除等操作。该驱动模块一次只能接受一个任务。

        内部 Flash 驱动

        内部 Flash 驱动提供内部 Flash 初始化服务,以及对内部 Flash 的读、写、擦除等操作。该驱动还可以将Flash访问代码下载到RAM中,如果需要的话,也可以执行写、擦除操作。

        RAM 测试

        RAM 测试模块通过软件对 RAM 存储进行测试。该模块包含后台测试和前台测试。其中,后台测试(Background RAM Test)是异步服务,前台测试(Foreground RAM Test)是同步服务。

        Flash测试

        Flash 测试模块提供算法来测试诸如数据/程序闪存、程序 SRAM 等非易失性存储器,这些存储器可以是集成在微控制器内部的,也可以是外部映射到微控制器的存储器。

   (3)通信驱动(Communication Drivers)

        通信驱动由以太网(Ethernet)驱动、FlexRay 驱动、CAN 驱动、LIN 驱动和 SPI 驱动五部分组成。

        Ethernet 驱动

        Ethernet 驱动模块为以太网提供统一的接口。以太网驱动层由若干个以太网驱动模块组成。

         FlexRay 驱动

        FlexRay驱动用来抽象不同的FlexRay通信控制器及其硬件相关的特性。通信控制器的FlexRay协议强制特性经过封装之后只能通过统一的API进行访问。使用FlexRay驱动可以保证FlexRay接口独立于下层硬件。

        CAN驱动

        CAN 驱动可以执行硬件访问、向上层提供独立于硬件的 API。它可以实现以下功能:

  • 对CAN控制器进行初始化;
  • 发送和接收报文;
  • 对报文的数据和功能进行通知(对接收报文的指示、对发送报文的确认);
  • 溢出和错误处理;
  • 唤醒检测。

        LIN 驱动

        LIN 驱动可以执行硬件访问、向上层提供独立于硬件的 API。它可以实现以下功能:

  • LIN 硬件的初始化;
  • 调度表的处理;
  • LIN 报文的发送(通过标志位和函数接口确认);
  • LIN 报文的接收(通过标志位和函数接口指示);
  • 睡眠和唤醒;
  • 协议差错的处理;
  • 报文的超时监测。

        SPI驱动

        SPI 驱动模块是微控制器内部同步通信串行接口的驱动。SPI驱动为SPI 总线上不同的设备(例如 EEPROM、Watchdog 等)提供读写访问服务。一个 SPI 设备可以被所使用的 SPI硬件和相关的片选信号识别。

   (4)I/O驱动(I/O Drivers)

        I/O驱动由PORT驱动、DIO驱动、ADC驱动、PWM驱动、ICU驱动、OCU驱动六部分组成。

        PORT驱动

        PORT 驱动初始化就是对微控制器的整个 PORT 模块进行初始化配置。对PORT必须有一个整体的配置和初始化,对各管脚的具体配置和使用取决于微控制器和ECU的引脚功能分配。DIO驱动中所用到的端口的配置和初始化都是在PORT驱动模块中完成的。

        DIO驱动

        DIO驱动对微控制器硬件管脚的访问进行了抽象,还可以对管脚进行分组。该模块通过DIO通道,DIO端口以及DIO通道组来读写数据。

        ADC 驱动

        ADC驱动对微控制器内部模数转换单元(Analog Digital Converter unit)进行初始化和控制。它可以提供启动和停止模数转换的服务,分别用来开启和禁用模数转换的触发源。

        PWM驱动

        PWM 驱动为微控制器 PWM 模块提供初始化和控制服务,可生成周期和占空比都可变的脉冲。

        ICU驱动

        ICU驱动控制的是微控制器的输入捕获单元(Input Capture Unit),有两种模式:正常模式和休眠模式。ICU 驱动可以提供以下服务:

  • 信号边沿检测及通知;
  • 中断唤醒;
  • 周期性信号时间的测量;
  • 边沿时间戳捕获;
  • 边沿/脉冲计数。

        OCU 驱动

        OCU驱动的作用是对微控制器内部的输出比较单元(Output Compare Unit)进行初始化和控制。OCU 通道主要由两个部分组成:自由运行计数器和比较阈值。

        自由运行计数器可以是硬件或是软件提供的,每次计数计数值会和设定的阈值进行比较。两个值相等有两种操作可以执行,

  • 一种是通过通知函数将信息报告给上层软件;
  • 另一种是修改输出管脚的状态。

        除此之外,OCU驱动还可以为下列功能提供服务:

  • 启动或停止输出通道;
  • 设定某个阈值;
  • 启用或禁用某个通道的通知函数;
  • 获取计数器数值。

3.4复杂驱动(ComplexDrivers)

        复杂驱动(CDD)层跨越于微控制器硬件和RTE之间,其主要任务是整合具有特殊目的且不能用 MCAL 进行配置的非标准功能模块,将该部分功能嵌入到AUTOSAR 基础软件层中,从而实现处理复杂传感器以及执行器的特定功能和时间要求。复杂驱动和单片机和ECU硬件相关。

4.微控制器(Microcontroller)

        微控制器为控制器的硬件部分,AUTOSAR给出标准,厂商各自去实现。

        不同的AUTOSAR平台和不同的场景需求对MCU的要求也不一样,一般的对于MCU的要求主要包括以下几个方面:

  • 时钟和复位:需要提供稳定可靠的时钟源,并支持软件和硬件复位功能。
  • 中断控制:能够处理和管理系统中的中断请求,并提供中断优先级和向量表等功能。
  • 存储器管理:需要支持存储器管理单元(Memory Management Unit,MMU),以进行虚拟地址到物理地址的映射。
  • 通信接口:支持多种通信接口,如CAN、LIN、FlexRay等,以便与其他ECU或外部设备进行通信。
  • 电源管理:提供电源管理功能,包括电源状态监测、低功耗模式和唤醒功能等。
  • 定时器和计数器:提供定时器和计数器功能,用于实现精确的定时和计数操作。
  • GPIO(通用输入/输出):MCU需要提供足够的GPIO引脚,用于连接和控制外部设备。
  • 故障管理:支持故障检测和管理机制,能够监测和处理硬件故障情况。
  • 安全性和可靠性:包括硬件安全特性、错误检测和纠正机制等。

三、产业链相关

1.OEM厂商

        OEM(Original equipment manufacturer)又称主机厂。OEM厂商手里有整车生产和研发的技术,他们主要通过整车厂组装自己的汽车。

1.1国外主机厂以及品牌

  • 通用汽车:雪佛兰、别克、凯迪拉克、庞蒂亚克、土星、GMC、悍马、欧宝、萨博、沃豪、霍顿;
  • 大众汽车:大众、卡吉尼亚、布加迪、宾利、奥迪、兰博基尼、西亚特、斯柯达、保时捷、斯塔尼亚;
  • 丰田汽车:丰田、雷克萨斯、赛恩、斯巴鲁、丰田世纪、大发、日野、一汽丰田、一汽皇冠、广汽丰田;
  • 福特汽车集团:福特轿车、福特商用车、林肯、水星、马自达、沃尔沃(被吉利收购)、长安福特、江铃福特、阿斯顿马丁、捷豹、路虎、起亚;
  • 本田公司:本田、讴歌、NSX跑车、TYPE-R高性能系列、EN纯电;
  • 戴姆勒集团:梅赛德斯奔驰、迈巴赫、斯玛特、奔驰商用车、斯特林、福莱纳、西星、Thomas;
  • 宝马公司:宝马、MINI、劳斯莱斯、阿尔宾纳、光束、之诺;
  • Exor集团:菲亚特、阿尔法罗密欧、蓝旗亚、玛莎拉蒂、法拉利、依维柯、Jeep、道奇、Mopar、SRT、标致、欧宝、沃克斯豪尔、雪铁龙、DS、纽荷兰、依维柯、凯斯工业、凯斯农业;
  • 雷诺公司:雷诺、雷诺三星、达契业、阿尔派、拉达、雷诺卡车、mobilize、安培;
  • 三菱汽车集团:三菱、拉力艺、扶桑卡车;
  • 日产集团:日产、英菲尼迪、GTR、nismo、东风日产起晨;
  • 现代起亚集团:现代、起亚、捷尼赛斯、雅科仕、艾尼氪纯电、N系列高性能、NEXO氢能源。

1.2国内主机厂以及品牌

  • 中国一汽:红旗、解放、夏利、奔腾、海马、一汽大众、一汽奥迪、一汽丰田、一汽马自达;
  • 上汽集团:智己、非凡、荣威、名爵、红岩、上汽大通、依维柯、上汽轻卡、申沃、上汽大众、上汽通用、上汽通用五菱;
  • 东风汽车:岚图、猛士、东风汽车、东方商用车、易捷特、神龙汽车、郑州日产、东风日产、东方本田;
  • 北汽集团:北汽重卡、福田汽车、北汽越野车、北京现代、北汽新能源、北汽瑞翔、北京奔驰、福建奔驰;
  • 广汽集团:广汽传祺、埃安、合创、广汽本田、广汽丰田、广汽三菱、广汽日野、广汽比亚迪、五羊本田;
  • 长安汽车:长安、欧尚、深蓝、阿维塔、凯程、长安福特、长安马自达、长安标致雪铁龙、长安跨越;
  • 长城汽车:哈佛、魏牌、坦克、长城皮卡、欧拉、沙龙、光束;
  • 吉利汽车:吉利、瑞蓝、银河、领克、沃尔沃、极星、极氪、路特斯等;
  • 比亚迪股份:比亚迪商用车、仰望、比亚迪乘用车、方程豹、腾势;
  • 奇瑞集团:奇瑞汽车、奇瑞新能源、开瑞新能源、奇瑞捷豹路虎、星途、捷图、ICAR、智界;
  • 理想汽车:理想;
  • 江淮汽车:江淮商用车、江淮乘用车;
  • 哈飞汽车:赛豹、哈飞微车;
  • 华晨汽车:华晨中华、华晨金杯、华晨雷诺、华晨宝马、华晨鑫源;
  • 江铃汽车:JMC、全顺、陆丰;
  • 赛里斯汽车:AITO问界、蓝电、瑞驰、风光、SERES、DFSK;
  • 潍柴集团:潍柴汽车、陕汽通家、依维柯。

2.tier1厂商

        tier1为车厂一级供应商,是跟主机厂签订供应合同的供应商,一级供应商所供应的零部件,并不一定全部来自自身的产线生产制造,也会采用购买或外包的形式获取所需的零部件和服务。

2.1国外几大tier1厂商及介绍

  • 博世:德国的工业企业之一,成立于1886年,从事汽车与智能交通技术、工业技术、消费品和能源及建筑技术的产业。
  • 大陆:德国运输行业制造商,主要产品为轮胎,制动系统,车身稳定控制系统,发动机喷射系统,转速表,以及其他汽车和运输行业零部件。
  • 日本电装:创立于1949,日本汽车零部件制造商,丰田集团成员;
  • 德尔福派克电气公司:成立于1890年,美国,全球最大的汽车线束系统制造厂商;
  • 伟世通公司:福特公司分离而来,美国,为全球主要汽车制造商设计、研发并制造座舱电子产品和智能网联汽车解决方案;
  • 博格华纳公司:成立于1928年,美国,汽车零部件供应商;
  • 舍弗勒集团:成立于1883年,德国,是全球范围内生产滚动轴承和直线运动产品的领导企业,也是汽车制造业中极富声誉的供应商之一;
  • 纬湃科技:原大陆集团的动力总成事业部,从大陆集团剥离,碳化硅领域,后被舍弗勒收购;
  • 法雷奥集团:1923年成立,法国,致力于汽车零部件、系统、模块的设计、开发、生产及销售的工业集团,是世界领先的汽车零部件供应商;
  • 德国采埃孚股份公司:1915年成立,德国,是全球汽车行业的合作伙伴和零配件供应商,专业提供传输、转向、底盘系统等汽车零配件;
  • 李尔:1917成立,美国,全球汽车座椅和电子电气技术供应商;
  • 安波福:德国,原德尔福汽车公司,在2017年分拆其动力总成业务后,正式更名为安波福,为未来移动出行开发技术及解决方案;
  • 现代摩比斯:成立于1977年,韩国,现代起亚汽车集团三大主力之一,是排名世界第六的汽车零部件供应商;
  • 巴斯夫:1865年成立,德国,全球汽车行业最大的化工材料供应商;
  • 爱信精机:成立于1949年,日本,主要制造汽车零部件、汽车保修设备、五金、机械设备、电动工具等产品;
  • 佛瑞亚:原创佛吉亚,立于1997年,合并海拉后新集团命为FORVIA(佛瑞亚),在汽车座椅、绿动智行系统、汽车内饰和汽车电子四大业务领域居业界领先地位;
  • 天纳克:1987年成立,美国,为全球主要汽车品牌提供减震器和排气系统产品;
  • 住友电工:创立于1897年,日本,提供各种电气、电子和动力传动解决方案;
  • 三星SDI:成立于1970年,韩国,全球领先的电动汽车电池供应商之一;
  • 麦格纳国际:1957年成立,加拿大,全球知名的汽车零部件供应商,汽车领域全球最大的供应商之一;
  • 丰田合成:成立于1949年,日本,丰田集团成员,主要产品包括塑料、橡胶汽车零部件等;
  • 安道拓:原约翰逊控股公司(世界最大的汽车部件和座椅的独立供应商)旗下的汽车座椅业务部门,于2016年拆分独立,美国,全球性汽车座椅制造商;
  • 达纳公司:成立于1904年,美国,专注于设计、制造和销售汽车传动系统、电动驱动技术、密封解决方案和相关的维修和售后服务;
  • 肯联铝业:成立于1855年,法国,由原来的瑞士铝业、法国普基铝业、加铝整合而来,为汽车的主要部件开发了优质的铝板材、型材合金及制造技术;
  • 伟世通:成立于2000年,美国,专注于设计、制造和销售汽车电子产品和系统,为全球各大汽车制造商提供解决方案;
  • 迪安(TI FLUID SYSTEMS):成立于2002年,意大利,前身为泰森克鲁普汽车管路系统公司,主要产品是汽车液压和燃油传输系统,主要应用于轿车、商用车、卡车和摩托车等;
  • 柯锐世(CLARIOS INTERNATIONAL):前身为约翰逊控制国际(Johnson Controls International),后来于2019年更名为柯锐世,美国,专注于开发、制造和销售各种类型的蓄电池;
  • 森萨塔科技(Sensata):成立于1916年,美国,致力于开发传感器、控制器和软件等基于传感器的解决方案,以及其他任务关键型产品;
  • 盖瑞特:1936 成立,美国,全世界最大的涡轮增压制造商;
  • 奥托立夫:成立于1956年,瑞典,公司主要产品为汽车电子安全系统,座椅安全带系统以及电子控制单元,汽车方向盘系统等,是全世界最大的“汽车乘员保护系统”生产商;
  • 美国车桥(AAM):前身是通用汽车的传动和锻造业务部门,于1994年独立,总部在底特律,为乘用车、运动全驱车、SUV、卡车 和客车设计、制造、测试并验证成套的汽车动力传动、驱动系统和底盘悬架模块。

2.2国内几大tier1厂商及介绍

  • 宁德时代:成立于2011年,福建,专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售,全球最大的锂离子动力电池制造商之一;
  • 延锋国际:2014年成立,上海,专注于汽车内外饰、汽车座椅、座舱电子及被动安全领域;
  • 立讯精密:2004年成立,东莞,专注于连接线、连接器、马达、无线充电、FPC、天线、声学和电子模块等产品的研发、生产和销售,产品应用于3C(计算机、通讯、消费电子)、企业级设备、汽车、医疗等领域;
  • 华域汽车:前身是上汽集团独立供应汽车零部件业务,2009年正式更名,上海市,综合性汽车零部件系统集成供应商;
  • 均胜电子:2004年成立,宁波,致力于智能座舱、智能驾驶、新能源管理和汽车安全等的研发与制造。
  • 一汽富维:成立于1993年,长春,以座舱系统、外饰系统、智能视觉、低碳化业务、衍生业务为五大核心业务;
  • 拓普集团:成立于1983年,宁波,主要致力于汽车动力底盘系统、饰件系统、智能驾驶控制系统等领域的研发与制造;
  • 德赛西威:1986年成立,惠州,专注于人、机器和生活方式的整合,为智能座舱、智能驾驶以及网联服务提供创新、智能的产品解决方案,中国最大的汽车电子企业之一;
  • 中鼎股份: 创建于1980年,宁国,机械基础件和汽车零部件;
  • 星宇股份:1993年成立,常州,主要经营汽车灯具的研发、设计、制造和销售;
  • 东软集团:1991年成立,大连,在智能驾驶、车联网、车辆信息化等方面具备丰富的技术积累和解决方案;
  • 伯特利:创立于2004年,芜湖,从事汽车制动系统和智能驾驶系统产品研发、生产及销售;
  • 华阳集团:1993年成立,惠州,汽车电子产品及其零部件的系统供应商;
  • 保隆科技:1997年成立,上海,汽车橡胶金属部件、汽车金属管件、汽车胎压监测系统、汽车驾驶辅助系统;
  • 威迈斯:成立于2005年,深圳,电力电子与电力传动产品的研发、生产和销售;
  • 科博达:2003年创立,上海,汽车智能与节能部件系统方案提供商;
  • 德昌电机:成立于1959年,香港,在微电机和集成电机系统的设计、研发及制造等领域具有全球领导地位;
  • 亚太机电股份:1976年成立,浙江,致力于汽车基础制动系统、汽车底盘电子智能控制系统、轮毂电机以及线控底盘的开发、生产、销售;
  • 经纬恒润:成立于2003年,北京,为汽车、无人运输等领域的客户提供电子产品、研发服务和高级别智能驾驶整体解决方案;
  • 四维图新:成立于2002年,北京,导航地图、动态交通信息以及乘用车和商用车定制化车联网解决方案领域;
  • 禾赛科技:2014 年成立,上海,全球化的激光雷达研发与制造企业;
  • 豪恩汽电:隶属于豪恩科技集团,2010年成立,深圳,专注于汽车智能驾驶感知系统研发、设计、制造和销售,主要产品包括车载摄像系统、车载视频行驶记录系统和超声波雷达系统。

3.tier2厂商

        tier2是二级供应商,是跟一级供应商签订合同的供应商,Tier2厂商为Tier1厂商提供产品,企业的范围一般较小。

3.1不同领域几大tier2厂商

  • 车载镜头企业:Maxell、Nidec Sankyo、Sekonix、舜宇光学、欧菲光、联创电子、宇瞳玖洲光学、凤凰光学、大立光电;
  • 车载CIS及ISP企业:安森美、索尼、NXP、Nextchip、豪威科技、思特威、富瀚微;
  • 自动驾驶SoC集成ISP企业:TI、ST、NXP、Ambarella、Mobileye、黑芝麻智能、地平线机器人;
  • 原材料和材料解决方案:杜邦、3M、ArcelorMittal、武钢、宝钢、华盛;
  • 内饰:李尔、安道拓、佛吉亚、安通林、IAC集团、华域汽车、新宙邦。

4.车规芯片厂商

4.1国外厂商及产品介绍

  • TI:德州仪器,动力总成、信息娱乐、ADAS、电源芯片等方面,主要产品:BMS、DC/DC开关稳压器、LDO和电压监控器等;
  • 英飞凌:原西门子半导体集团,无人驾驶方面,主要产品:RASIC雷达芯片,AURIX微控制器、REAL 3飞行时间图像传感器、HybridPACK IGBT模块和XENSIV传感器、Cypress Traveo II系列32位MCU等;
  • 瑞萨:日本半导体厂商,控制系统、座舱系统、自动驾驶等方面,主要产品:PMIC、AFE、32bit MCU等;
  • NXP:荷兰恩智浦,MCU和MPU、车载网络、媒体和音频处理、智能电源驱动器、能源与电源管理、传感器、系统基础芯片、驾驶员辅助收发器、汽车安全等方面,S32K汽车通用MCUs、S32G汽车网络处理器、S32R雷达处理、S32Z和S32E实时处理器、MPC5xxx微控制器、PowerQUICC处理器、S12 MagniV混合信号MCU、传统MPU/MCU等;
  • ST:瑞士半导体公司,引擎控制、车身控制、照明系统、ADAS安全、车载信息娱乐系统等方面,主要产品:8位STM8A系列和32位SPC5系列MCU、MEMS传感器与微执行器、接近和测距传感器、功率转换芯片等;
  • ADI:美国ADI公司,发动机控制、自动驾驶、安全与控制等方面,主要产品:BMIC、数字隔离、毫米波雷达射频芯片、模数转换器、片上音频/视频系统;
  • 松下:日本电子产品制造商,电池管理系统、电子化元器件、惯性传感器、座舱系统等方面,主要产品:6轴MEMS惯性传感器系列、薄膜电容器、EMC、IVI座舱系统;
  • Silicon Labs:美国芯片厂商,车身电子、智能连接、车载通信、电机控制等方面,主要产品:EFM32 Happy Gecko系列、EFM8 Busy Bee系列、Wireless Gecko系列、Precision32系列、ISOmodem系列;
  • 英伟达:美国跨国科技公司,自动驾驶、智能座舱、驾驶员监控等,主要产品:Xavier、DRIVE Orin、DRIVE Thor等。

4.2国内厂商及产品介绍

  • 比亚迪半导体:机驱动控制系统、整车热管理系统、车身控制系统、电池管理系统、车载影像系统、照明系统等方面,主要产品:车规8位通用MCU、车规32位通用MCU、IGBT芯片、FRD芯片、功率器件驱动芯片、光器件、传感器芯片等;
  • 旗芯微:车身智能控制、安全处理、整车控制和智能驱动、车载计算机和安全等方面,主要产品:FC4150系列MCU、车规级HPU、Corex-M4F内核的高性能车规级MCU、车规级DPU、网络通讯处理器等;
  • 小华:电动尾门,主要产品:HC32A1\A4系列MCU;
  • 芯驰科技:电子座舱、车内中央网关、驾驶辅助系统、汽车安全等方面,主要产品:舱之芯X9系列、网之芯G9系列、驾之芯V9系列、控之芯E3 MCU等;
  • 航顺:车身域和座舱域,主要产品:车规级SOC HK32AUTO39ARET6;
  • 芯海科技:汽车座舱、电动座椅,尾灯,大灯,空调控制器等方面,主要产品:CS32F036Q和CS32F116Q通用车规MCU;
  • 紫光展锐:智能座舱、智能车载平台、车载中控等方面,主要产品:A7870系列、A7862系列、A8581等;
  • 森国科:车载充电机、充电桩、高级辅助驾驶等方面,主要产品:电源系列芯片、电机驱动芯片等;
  • 思瑞浦:驾驶员辅助系统、车身电子与照明、信息娱乐与仪表盘,主要产品:TPT1051V(CAN)、TPP60508(DC-DC )、TPL9032(LDO)等;
  • 圣邦微电子:安全系统、电子系统、动力总成系统、信息娱乐、高级驾驶辅助系统等方面,主要产品:SB32系列、SB18系列、SB06系列、SB45系列等;
  • 芯海科技:智能座舱,主要产品:CS32F036Q通用车规MCU、车规压力触控系列芯片、PD系列载快充和数据传输芯片等;
  • 中颖电子:汽车控制、车载娱乐、网络安全等方面,主要产品:SH4XXX系列MCU;
  • 兆易创新:车载互联、车辆诊断与监控、智能驾驶辅助、车联网服务等方面,主要产品:NOR Flash、NADA Flash、GD32A5系列车规级MCU、GD32A490系列车规级MCU等;
  • 北京君正:车载娱乐、导航、网络等方面,主要产品:DRAM、SRAM、FLASH存储芯片和ANALOG模拟芯片、车用微处理器芯片、CAN、LIN等;
  • 国民技术:空调、门窗座椅、照明、电机、雷达等方面,主要产品:N32A455 MCU系列、NWF580射频芯片等;
  • 紫光国微:车规级电子零部件,主要产品:DRAM、FPGA/CPLD,车载控制器MCU和智能安全芯片等;
  • 纳思达:车灯照明、倒车雷达等方面,主要产品:G32A系列汽车通用MCU、APM32A系列车规级MCU;
  • 博通集成:车联网,主要产品:BK58系列;
  • 复旦微电:座椅控制器、车身控制器、空调控制器、脚踢传感器、腰托按摩、开关、数字钥匙、无线充电、氛围灯、开关、尾灯、空气质量传感器、阀、通风加热、天窗控制器、门控模块等,主要产品:FM33LG0xxA系列、FM33LE0XXA系列等;
  • 上海贝岭:车灯、汽车点火器、汽车空调PTC、主驱等,主要产品:功率转换芯片、电源管理芯片等;
  • 晶丰明源:电子控制单元、汽车雷达、车载摄像头等,主要产品:LKS32AT系列MCU等。