[AutoSar]BSW_OS 01 Autosar OS入门

关键词

嵌入式、C语言、autosar、OS、BSW

平台说明

项目	Value
OS	autosar OS
autosar厂商	vector
芯片厂商	TI
编程语言	C，C++
编译器	HighTec (GCC)

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一、Autosar OS 的位置

如在[AutoSar]基础部分 autosar分层架构及BSW介绍中所描述的，OS位于BSW的服务层。服务层中除了OS外还有一些为系统服务的不属于OS，如加密服务，存储服务，通信栈服务。
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二、Autosar OS 与OSEK

Autosar OS 由 AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）组织制定。OSEK由 OSEK/VDX（Offene Systeme und deren Schnittstellen für die Elektronik im Kraftfahrzeug / Vehicle Distributed eXecutive）组织提出。OSEK 是一种相对传统的实时操作系统标准。
相同点：
1.AUTOSAR OS 和 OSEK 都是为汽车电子控制单元（ECU）提供实时操作系统的标准。
2. 两者都是开放标准，旨在促进汽车电子系统的标准化和互操作性。
3. AUTOSAR OS 和 OSEK 都支持多任务（Multitasking）的概念，允许在同一时间内执行多个任务。
区别：
1.架构和灵活性：
AUTOSAR OS 更加灵活，允许在不同汽车平台上进行配置和调整，以适应不同的系统需求。它引入了基于组件的开发和配置概念。
OSEK 遵循较为传统的实时操作系统设计，较为固定，适用于相对简单的嵌入式系统。
2.生态系统：
AUTOSAR OS 是 AUTOSAR 标准的一部分，与其他 AUTOSAR 标准（如通信堆栈、驱动程序等）相集成，构成一个完整的汽车软件体系结构。
OSEK 生态系统相对较小，主要用于特定应用领域，如嵌入式系统。
3.通信和服务：
AUTOSAR OS 提供了丰富的通信机制和服务，支持更复杂的通信和控制策略。
OSEK 提供较为基本的通信机制，适用于相对简单的应用场景。
4.配置和可扩展性：
AUTOSAR OS 强调可配置性和可扩展性，允许根据特定的汽车项目需求进行定制和配置。
OSEK 的配置相对较为有限，更适合对标准特性有较小变化需求的项目。
总之， AUTOSAR OS 更适合大型、复杂的汽车电子系统，而 OSEK 可能更适合相对简单的嵌入式系统。

三、TASK

3.1两种task

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如上图所示分为基本任务和扩展任务。扩展任务比基本任务多了一个waiting状态，当event不满足的时候会进入waiting中等待，释放cpu资源，其他低优先级task运行。当event满足后重新进入ready状态，根据优先级继续执行该extended task。

3.2 两种task 的区别

1.运行状态： basic task 在激活后运行完毕是要自动terminate的，而extende task 在激活后不会自动terminate，除非调用API去终止，它会一直判定envent。
2.执行时间： Basic Task 是周期性任务，按照预定的时间间隔执行。它的周期性执行使得它适用于处理实时性要求不是很高的任务。 Extended Task 可以是周期性任务，也可以是非周期性任务。它的执行时间可以相对较长，适用于需要较多计算和处理时间的任务。
3.资源需求： Basic Task 通常对系统资源的需求较小，适用于相对简单、短暂的任务。为了节约资源，多个basic task如果满足条件还可以共享同一个statc。 Extended Task 对系统资源的需求可能较大，因为它可以执行更为复杂的操作。因此，在配置 Extended Task 时需要考虑系统的资源限制。
4.实时性： 由于其周期性执行，Basic Task 可以满足一些对实时性要求不太严格的场景。 Extended Task 通常用于处理对实时性要求较高的任务，例如需要满足硬实时性的场景。

在Davinci configurator或者EB中我们可以根据需求选择合适的task类型。
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3.3task 的抢占机制

分为抢占式和不可抢占式，可以在Davinci configurator或者EB中配置。
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**非抢占式：**如果该TASK为非抢占式，当该task没有完成的时候及时高优先级的任务来了也无法preempt。
**抢占式：**如果该TASK为抢占式，当该task没有完成的时候如果高优先级的任务来了将会preempt该task。

抢占和非抢占的选择：
1.在实时性上，抢占性任务通常用于实时系统，其中对任务响应时间的要求很高。通过抢占性任务，可以更及时地响应具有更高优先级的任务。非抢占性任务相对较灵活，通常用于一些不太关注即时性的场景。当然，非抢占性任务还用于不可被打断的系统任务，例如init，state switch等。
2.在资源占用上：为了压榨硬件资源，大多是TASK都是抢占式的，越重要的任务优先级越高。

四、scalability class

如本文第二节所讲，OSEK 与autosar OS可以共存，在 AUTOSAR 操作系统配置中，系统设计者可以根据硬件平台和性能需求选择适当的 OsScalabilityClass。这有助于确保操作系统在不同的架构和需求中能够以最佳方式运行，并充分发挥scalability 架构的优势。选择合适的可扩展性级别可以平衡性能和复杂性，以满足特定项目的要求。
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OS scalability class	SC1	SC2	SC3	SC4
OSEK OS	✔	✔	✔	✔
Counter interface	✔	✔	✔	✔
schedule table	✔	✔	✔	✔
stack monitoring	✔	✔	✔	✔
protection hook		✔	✔	✔
timing protection		✔		✔
global time/synchronization support		✔		✔
memory protection			✔	✔
OS application			✔	✔
service protection			✔	✔
call trusted function			✔	✔