Autosar AP SM中同EM相关的核心概念解析
在AUTOSAR Adaptive Platform (AP) 的 State Management 规范中,这些概念用于描述应用的运行状态、组件管理及其在不同状态下的行为和相互关系。下面是这些关键概念的具体说明以及它们如何协作的一个示例。
1. 关键概念
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Function Group (功能组):一个 Function Group 是一组功能上相关的应用或服务组件,可以按需进行启用或禁用。功能组用于划分应用功能的不同区域,例如安全功能组或驾驶功能组。
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Function Group State (功能组状态):定义了 Function Group 的不同状态。例如,一个驾驶辅助系统的功能组状态可能包含
Init
(初始化)、Run
(运行)和Stop
(停止)。 -
Executable (可执行文件):Executable 是一个应用程序或服务的二进制实体。它通常代表一个具体的可运行单元,例如独立的 Adaptive AUTOSAR 应用程序。
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Modelled Process (建模进程):Modelled Process 是 Adaptive AUTOSAR 系统中描述执行上下文的抽象进程。它与实际的系统进程或线程对应,控制进程的生命周期。
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Machine (机器):在 State Management 中,Machine 表示实际的硬件计算单元或虚拟机,包含不同的 Function Groups 和其管理的 Executables。
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State Management (状态管理):用于管理系统状态和功能组的状态,确保不同应用和组件在适当的状态下运行,并协同执行任务。
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Execution Management (执行管理):Execution Management 负责对 Executable 和 Modelled Process 的启动、暂停、恢复等操作,确保在不同 Function Group 状态下,相关应用可以正确地执行或停止。
2. 实际案例:汽车驾驶辅助系统
假设我们在一个 Adaptive AUTOSAR 系统中实现了一个驾驶辅助功能。该功能包含以下几个关键模块:
- Driving Assistance Function Group (驾驶辅助功能组):包含驾驶辅助的所有组件,例如
LaneKeepingAssist
和AdaptiveCruiseControl
。 - Function Group State:驾驶辅助功能组有三个状态:
Init
(初始化)、Run
(运行)和Stop
(停止)。 - Executables:每个模块(例如
LaneKeepingAssist
和AdaptiveCruiseControl
)都作为一个独立的可执行文件,分别控制不同的驾驶辅助功能。 - Modelled Processes:
LaneKeepingAssist
和AdaptiveCruiseControl
的执行各自作为 Modelled Process 进行管理。 - Machine:表示实际的 ECU(Electronic Control Unit),负责处理所有驾驶辅助功能。
- State Management:用于管理驾驶辅助功能组的状态转换,比如从
Init
切换到Run
,然后当汽车停车时进入Stop
。 - Execution Management:负责在特定的状态(例如
Run
状态)下启动 Lane Keeping Assist 和 Adaptive Cruise Control 的 Executables,并在状态改变时暂停或停止它们。
3. 代码示例
通过 C++ 代码示例展示上述概念如何应用到驾驶辅助系统中。假设我们在一个 Driving Assistance Function Group 中管理两个功能模块:LaneKeepingAssist
和 AdaptiveCruiseControl
。
#include <iostream>
#include <string>enum class FunctionGroupState {Init,Run,Stop
};class Executable {
public:Executable(const std::string& name) : name(name) {}virtual void start() = 0;virtual void stop() = 0;
protected:std::string name;
};class LaneKeepingAssist : public Executable {
public:LaneKeepingAssist() : Executable("LaneKeepingAssist") {}void start() override {std::cout << "Starting Lane Keeping Assist." << std::endl;}void stop() override {std::cout << "Stopping Lane Keeping Assist." << std::endl;}
};class AdaptiveCruiseControl : public Executable {
public:AdaptiveCruiseControl() : Executable("AdaptiveCruiseControl") {}void start() override {std::cout << "Starting Adaptive Cruise Control." << std::endl;}void stop() override {std::cout << "Stopping Adaptive Cruise Control." << std::endl;}
};class StateManagement {
public:void transitionState(FunctionGroupState newState) {if (newState == FunctionGroupState::Run) {std::cout << "Transitioning to Run state." << std::endl;laneKeepingAssist.start();adaptiveCruiseControl.start();} else if (newState == FunctionGroupState::Stop) {std::cout << "Transitioning to Stop state." << std::endl;laneKeepingAssist.stop();adaptiveCruiseControl.stop();}}
private:LaneKeepingAssist laneKeepingAssist;AdaptiveCruiseControl adaptiveCruiseControl;
};int main() {StateManagement stateManager;// 初始化状态stateManager.transitionState(FunctionGroupState::Init);// 启动驾驶辅助系统stateManager.transitionState(FunctionGroupState::Run);// 停止驾驶辅助系统stateManager.transitionState(FunctionGroupState::Stop);return 0;
}
4. 代码说明
FunctionGroupState
:定义了 Function Group 的状态,包括Init
、Run
和Stop
。Executable
:表示一个抽象的可执行文件,包含start()
和stop()
方法。LaneKeepingAssist
和AdaptiveCruiseControl
:继承自Executable
,分别实现了 Lane Keeping Assist 和 Adaptive Cruise Control 模块的启动和停止功能。StateManagement
:State Management 类管理 Function Group 的状态转换。当状态切换到Run
时,LaneKeepingAssist
和AdaptiveCruiseControl
都会启动;而当状态切换到Stop
时,两个模块会停止。main
:在主函数中模拟了驾驶辅助系统的状态切换过程,从初始化状态 (Init
) 到运行状态 (Run
),最后切换到停止状态 (Stop
)。
5. 总结
此示例展示了 AUTOSAR AP 中 State Management 规范的功能组和状态如何帮助协调多个可执行模块的启动和停止。借助 Execution Management 和 State Management,系统能够根据不同的状态(例如行驶或停止)来合理地管理各个功能模块的生命周期,从而确保系统资源的有效利用和应用的一致性。