AUTOSAR CP MCAL微控制器抽象层介绍

AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）即汽车开放系统架构，它将汽车电子控制单元（ECU）的软件底层做了一个标准的封装，使得开发者能够共用一套底层软件，并通过修改参数来匹配不同的硬件和应用层软件。AUTOSAR CP（Classic Platform）是AUTOSAR架构中的一个重要组成部分。在AUTOSAR CP中，MCAL（Microcontroller Abstraction Layer，微控制器抽象层）规范占据着核心地位。以下是对MCAL规范的介绍，包括一个具体的例子以及使用工具进行MCAL配置的过程和配置文件的内容。

1、MCAL规范内容

MCAL位于AUTOSAR软件架构的最底层，与微控制器的内部单元及其外设紧密相关。它接收来自上层的指令，完成对硬件的直接操作，并获取硬件的相关状态反馈给上层。MCAL对上层屏蔽了硬件的具体特征，只提供对应的操作接口。

MCAL的主要功能包括：

1） 硬件抽象：将微控制器的寄存器操作封装成统一的API，供上层调用。
2）. 驱动实现：实现各种外设的驱动，如ADC（模数转换器）、PWM（脉冲宽度调制）、GPIO（通用输入输出）等。
3.） 状态反馈：将硬件的状态（如中断、错误等）反馈给上层。

2. 配置工具

AUTOSAR工具链（如Vector DaVinci Configurator或EB tresos Studio）提供了用于配置MCAL模块的可视化工具，通过这些工具可以生成符合AUTOSAR规范的ARXML文件。这些工具一般提供以下功能：

1. 模块选择：用户可以选择需要配置的MCAL模块（如Port、Adc）。
2. 参数设置：用户可以配置模块的参数，例如CAN的波特率，ADC的分辨率等。
3. 生成配置文件：工具自动生成相应的ARXML文件，描述所有配置的详细信息。

3. ARXML配置文件示例

以下是一个MCAL模块（Port模块）的ARXML文件示例，展示了如何为Port模块配置引脚。

<AUTOSAR xmlns="http://autosar.org/schema/r4.0"><AR-PACKAGES><AR-PACKAGE><SHORT-NAME>MCAL_PortConfig</SHORT-NAME><ELEMENTS><PORT-DRIVER-CONGIFURATION><SHORT-NAME>PortConfigSet</SHORT-NAME><PORT-CONTFIGURATION><SHORT-NAME>PinConfig_01</SHORT-NAME><PORT-PIN>PortPinA0</PORT-PIN><PORT-PIN-DIRECTION>INPUT</PORT-PIN-DIRECTION><PORT-PIN-LEVEL>LOW</PORT-PIN-LEVEL></PORT-CONTFIGURATION><PORT-CONTFIGURATION><SHORT-NAME>PinConfig_02</SHORT-NAME><PORT-PIN>PortPinA1</PORT-PIN><PORT-PIN-DIRECTION>OUTPUT</PORT-PIN-DIRECTION><PORT-PIN-LEVEL>HIGH</PORT-PIN-LEVEL></PORT-CONTFIGURATION></PORT-DRIVER-CONGIFURATION></ELEMENTS></AR-PACKAGE></AR-PACKAGES>
</AUTOSAR>

4. 配置说明

• <AUTOSAR>：根元素，包含所有的MCAL配置。
• <AR-PACKAGES>：用于将配置进行逻辑分组。
• <AR-PACKAGE>：MCAL配置的具体包，示例中为Port模块。
• <PORT-DRIVER-CONGIFURATION>：定义了Port模块的具体配置。
• <PORT-CONTFIGURATION>：定义具体的引脚配置，每个引脚的设置包括引脚名称、方向（INPUT或OUTPUT）和默认电平（HIGH或LOW）。

5. 示例解析

在此例子中，我们定义了两个引脚的配置：

• PortPinA0：配置为输入引脚，默认电平为低电平。
• PortPinA1：配置为输出引脚，默认电平为高电平。

6. 配置流程小结

1. 选择MCAL模块：选择需要配置的MCAL模块，如Port模块。
2. 设置参数：为每个引脚设置方向、电平等参数。
3. 生成ARXML文件：配置完成后使用工具生成ARXML文件，并导入至AUTOSAR开发环境中。

7. 总结

MCAL规范是AUTOSAR CP中的重要组成部分，它实现了对微控制器硬件的抽象和驱动。通过使用专门的配置工具（如Davinci等），开发者可以方便地配置MCAL模块，并生成相应的代码。配置文件（如arxml文件）则用于描述MCAL的配置参数和关系。在实际项目中，开发者需要根据具体的硬件和软件需求进行详细的配置和测试。