文章总结: 文章比较了多种实时操作系统(RTOS)在自动驾驶领域的应用特点,详细介绍了AUTOSAR架构的层次结构和功能,包括微控制器抽象层、ECU抽象层和运行时环境等组件。文章指出QNX在高可靠性应用中表现最佳,而eCos作为开源系统适合预算有限的项目。AUTOSAR架构为汽车电子系统提供了标准化解决方案,通过虚拟功能总线实现不同组件间的通信,支持CAN网络协议确保整车控制器VCU的通信优先级。
综合评分: 83
文章分类: 车联网安全,IoT安全,应用安全
自动驾驶QNX,Linux,Autosar概述
谈思实验室
2025年12月11日 17:56
上海
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QNX是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统。遵循POSIX.1 (程序接口)和POSIX.2 (Shell和工具)、部分遵循POSIX.1b(实时扩展)。
LynxOS是一个分布式、嵌入式、可规模扩展的实时操作系统,遵循POSIX.1a、POSIX.1b和POSIX.1c标准。
RT-Linux是一个嵌入式硬实时操作系统,它部分支持POSIX.1b标准。
KURT-Linux不是为嵌入式应用设计的,不同于硬实时/软实时应用,提出“严格(firm)”实时应用的概念,非常适合一些多媒体应用和ATM网络应用,KURT也同样为这些应用设计的“严格的”实时系统。
QNX、RTLinux、uC/OS-II、Nucleus Plus、VRTX、VxWorks、eCos的相互比较
到目前为止接触过QNX、RTLinux、uC/OS-II、Nucleus Plus、VRTX、VxWorks、eCos,总结下来有以下特点:
1:QNX的可靠性很好,协议栈、各种外设驱动稳定,只是运行所需资源有些多,需要MMU。如果需要高可靠性应用,QNX可能是最好的选择,本人公司现在就是基于QNX开发RTOS的。
2:RTLinux的实时性与其它RTOS相比有些差。但是,因为好多Linux资源可以利用,是RTLinux的优点。但是运行所需资源比QNX还多,也是需要MMU。可以选用开源的RTLinux或内容新的商用RTLinux。
3:uC/OS-II比较小巧,移植容易,网上资源很多,核心可以做得很小。但不是免费的,并且驱动需要自己编写,协议栈、图形驱动都要另外加。
4:Nucleus Plus比uC/OS-II庞大,另外提供了文件系统、协议栈、图形界面等许多东西。当然也是分开卖的,不是免费的东西。使用起来比较容易上手。
5:VRTX是一款比较早的RTOS,现在使用的人已经很少。运行还是比较可靠。配套的文件、协议栈等模块很少。
6:VxWorks是RTOS中的大牛,国内外用的人很多,开发工具功能强大,使用方便,但是价格昂贵。也有基于MMU的高可靠性的产品。所需资源比QNX小,比uC/OS、eCos多。对于一些私企或者好似小公司来说,可用性值得商榷。
7:eCos是开源的RTOS。针对不同的CPU已经做了许多现成的移植。代码尺寸比Nucleus的略大。如果不用USB host等,并且不想花费太多的金钱,应该是不错的选择。
8、MINIX3
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AUTOSAR架构概述
什么是AUTOSAR架构?AUTOSAR为汽车开放系统架构,英文为Automotive Open System Arichitecture。汽车开放系统架构包含微控制器抽象层:基础软件中最低一层,主要包含驱动,大部分是一些软件模块。ECU抽象层:这一层是与微控制器抽象层进行对接外部驱动设备访问提供API(应用程序编程接口)。
AUTOSAR基础软件最高层与应用软件关系密切,在IO信号访问ECU抽象层中时提供操作系统、存储管理、诊断服务、ECU状态管理。Runtime Environment 运行时环境是AUTOSAR虚拟功能总线的接口(Virtual Function Bus)简称VFB。RTE包含系统服务、实时操作系统、错误管理器、库功能。Operating System 操作系统,AUTOSAR.OS包含中断处理、调度处理、系统时间和始终同步、本地消息处理、错误检验机制、看门狗监控技术(主要监控与计时约束有关的应用执行)可以提高可靠性。
如图所示:汽车开放系统架构从最底层开始包括ECU硬件、基础软件模块、服务系统模块、操作系统、复杂的驱动装置、ECU抽象层、AUTOSAR运行时环境、应用层软件。其中我们平时应用到最多的便是应用层软件,根据汽车的不同需求建立控制模型,然后进行仿真及自动代码的生成。在这个过程中少不了CAN控制器局域网络,通常说的ECU就是挂在CAN上的节点,每个汽车零部件控制器均可以看做是一个节点,ECU通讯是通过ID优先级来决定通讯时序的,通常情况VCU整车控制器的ID优先级是最高的,所以当通讯发生堵塞时,VCU的通讯是不会受到影响的。
来源:知乎@吴建明wujianming
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