714_AUTOSAR_TR_TimingAnalysis2_时序分析的基本概念以及软件架构

雨点打透心脏的1/2处 2022-09-03 01:17 144阅读 0赞

全部学习汇总： [https://github.com/GreyZhang/hack\_autosar][https_github.com_GreyZhang_hack_autosar]

继续分析《AUTOSAR\_TR\_TimingAnalysis》，这个算是近期看到的文档里面最贴近实际技术实现的文档了。

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用例

为了展示时序分析方法的建议用法，文档中包含了许多实际用例。

用例使用与章节相同的结构分为几类：

ECU 级别的时序分析（第 3 章）

网络级别的时序分析（第 4 章）

分布式功能的端到端时序分析（ ECU 和网络层之间的接口）（第 5 章）

对于当前我工作中的一些疑问来说，看起来第4章节的确是需要认真阅读理解一下。

上面的表格是对所有的用例一个汇总表。

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文档结构和章节概述

本节包含文档和章节内容的概述。第 8 页的图 1.1 说明了时序分析的不同方面，并指出了将在其中讨论这些方面的章节。

第1章“引言”包括文件缩略语的目的、动机、范围和术语表。 此外，第 1.8 节中包含用例列表。

第 2 章“时序要求的分解”简要介绍了将功能时序要求从抽象的用户视图分解为 AUTOSAR 时序扩展的实现视图所面临的挑战。 介绍了问题定义以及方法论解决方案的不同方法和概念。

第 3 章“ECU 级软件集成的时序分析”包含在 ECU 级应用时序分析的用例。 本章涵盖了几个具有不同抽象级别的用例，涵盖了从供应商提名到时序优化的 ECU 的完整开发工作流程。 对于每个用例，相应的方法和计时属性都是链接的。 本章主要针对软件组件 (SW-C) 的 ECU 架构师和集成商。

第 4 章“网络时序分析”包含在网络级别应用时序分析的用例，涵盖现有网络扩展、新网络设计或现有网络架构的重新设计/重新配置等场景。

这些用例被分成更小的任务。 对于这些任务中的每一个，都提供了必要的计时属性和相应的计时方法。 这些用于验证相应用例的典型时序和性能约束。 本章主要针对系统架构师和集成商。

第 5 章“分布式功能的端到端时序分析” 本章介绍了推理分布式功能端到端时序的技术和方法。 作为分布式功能，我们考虑以下两种选择： 在本地执行但需要来自传感器或通过网络通信的功能或者数据。 在这种情况下，至少存在关于数据最大年龄（或者说是数据的有效期？）的假设。 由多个计算步骤组成的功能，这些计算步骤在不同的 ECU 上执行，通过专用或共享总线连接。在这种情况下，事件链通常存在整体延迟或周期性约束。

第 6 章“时序分析的属性和方法”涵盖了时序任务、时序属性以及从第 3 章“ECU 级软件集成的时序分析”、第 4 章“网络时序分析”和 5 “分布式功能的端到端时序分析”。 计时方法描述了如何解决从 ECU、网络或这两个域（即端到端）的用例派生的任务。 详细介绍了每种方法，包括其分类、描述、与用例的关系、要求、时序属性、输入、边界条件及其实现。 一些方法将时序属性作为输出提供，这些属性可以通过时序约束进行评估，以检查时序要求的实现情况。 每个单独的计时属性都有其分类、描述、与用例的关系、要求、计时方法、格式、（有效）范围和实现的特征。 这些方法可以分为三大类：模拟、分析计算和测量； 而属性可以分为两个主要组：类延迟和类带宽。 分别给出了单一方法和单一时序属性之间关系的概述，但也概述了两者之间的相互作用。

这个概述是看过的文档中比较详细的一个概述说明了，文档看起来算是一份保姆级的说明文档了。

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时序要求的分解

时序要求的分解是实时系统设计和分析的主要关注点。 实际上，在系统设计过程开始时，时序要求是在规范中确定的客户功能级别上表达的。 客户功能的开发需要将其分解为小而可管理的组件。这种称为架构的分解活动也意味着分解附加到分解功能的时序要求。 本章的第一部分介绍了实时架构的基本概念及其属性。 然后，在概述用于分解时序要求的建议方法之后，重点关注专用方法及其相关语言。

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实时架构的基本概念

2.1.1 实时架构定义

E/E 架构是早期设计决策的结果，这是一组利益相关者可以协作构建系统之前所必需的。 架构定义了组成部分（例如组件、子系统、ECU、功能、可运行对象、编译单元……）和相关关系（例如“调用”、“发送数据到”、“同步”、“使用”、 “取决于”...）其中。 除了上述结构方面，实时架构还应提供满足时序要求的方法。

与系统的组成部分一样，实时架构包括分解时序要求和识别它们之间的关系（例如细化和可追溯性）。 事实上，时序需求分解是结构分解的结果，其中时序需求在分解的单元上被分割。然而，虽然结构分解可能由功能关注点、输入/输出数据流和/或提供/需要的服务驱动，但时序分解是一项更复杂的任务。 事实上，正确的时序要求分解应该是局部和全局可行的。 在本地，子组件时序属性应满足其分配的时序要求段。 实时软件架构的设计包括寻找功能分解和平台配置，其时序特性允许满足本地和全局时序要求。

时序属性高度依赖于底层软件和硬件平台资源。 此外，分解单元对共享平台资源的访问引入了一些开销（如阻塞时间或干扰......）。 时序属性将取决于：

选择的位置（例如，ECU 上功能/组件的分配）；

选择的分区（例如对任务的可运行分组）；

选择的调度（例如任务优先级分配、共享资源访问协议）；

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为了根据时序要求评估这些架构选择，时序分析是必要的。 用于此类评估的分析方法和相关时序属性可能取决于所考虑的实时架构类型（例如时间触发或事件触发架构）。 第 6 章详细介绍了这一方面。

时序分析可以在系统级别引入，作为一种预测工具，用于改进系统功能以实现其实现。 虽然，早期开发阶段的时序分析需要对实现平台的资源做出假设，但它构成了时序需求分解和细化的合理指南。从应用的角度来看，以下两个时序属性尤为重要：

执行和传输时间；

响应时间。

下面首先介绍这些术语。 第 6 章对这些概念进行了更详细的描述和分类。

这一次的小结先到此为止，大概看了一下时序分析涉及到的一些基本概念和架构设计。引出了一些新的概念，对于类似上面执行和传输时间、响应时间等这些概念的梳理，放在下次。

[https_github.com_GreyZhang_hack_autosar]: https://github.com/GreyZhang/hack_autosar
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