如果汽車制造商要想經濟高效地管理日益復雜的車輛功能，經 AUTOSAR 提倡的 ECU 系統架構的標準化則是必由之路。它能夠實現分布在 ECU 中的各項功能的高度集成和軟件組件的重復使用。AUTOSAR 的主要目的是定義一個統一的 ECU 架構，讓硬件與軟件分離。這樣 AUTOSAR 通過定義硬件無關的接口，可提高軟件的重復使用。換句話說，如果按照 AUTOSAR 標準編寫的軟件組件，只要正確集成到符合 AUTOSAR 標準的運行環境中，就能夠在任何廠商的微控制器上運行。

　　這項功能給汽車制造商帶來了更高的靈活性。由于 AUTOSAR 標準內在的即插即用特性，汽車制造商可以在整個汽車平臺上以透明的方式更換不同供應商開發的相同軟件模塊的各個版本，且不會給汽車中其余功能的發揮造成負面效果。最終硬件和軟件實現彼此高度獨立。這種分離是通過標準軟件的 API 將抽象層互聯實現的。圖 1 是 AUTOSAR 定義的功能層的分解圖。

　　
圖1 從 MCU 到應用層的 AUTOSAR 分層模型

　　底部以黑色表示的是硬件層或物理層，由 MCU 自身（即 CPU 和與其相連的部分標準外設）構成。微控制器之上是基礎軟件（BSW），分為三層：粉色的微控制器抽象層 （MCAL）、綠色的 ECU 抽象層 （ECUAL） 和復雜驅動程序、紫色的服務層（SRV）。這三層經組織形成了多個列或協議棧（存儲器、通信、輸入/輸出等）。

　　緊貼硬件組件的是微控制器抽象層。正如其名所示，該層是 MCU 的抽象。該層的目的是提供一個硬件獨立的 API，負責處理微控制器中的硬件外設。微控制器抽象層的上一層是 ECU 抽象層，負責抽象 ECU 開發板上的其他智能器件，一般直接與MCU接觸（例如，系統電壓調節器、智能交換控制器、可配置通信收發器等）。接下來的第三層是服務層。該層基本具有硬件獨立性，其作用是處理所需的不同類型的背景服務。例如網路服務，系統看門狗的 NVRAM 處理或管理。通過這三層，AUTOSAR 定義了一套基礎軟件功能。這套軟件功能在特定的硬件平臺下支持著汽車 ECU 各高級抽象層的所有功能。

　　第四層是運行環境 （RTE），為應用軟件提供通信服務。它由可從上面的 BSW 層和應用層 （APP）共同訪問的一套信號（發送器/接收器端口）和服務（客戶端和服務器端口）構成。該 RTE 從基礎軟件中抽象出應用，明確地勾勒出將通用的可交換軟件代碼 （APP））與特定的硬件相關代碼 （BSW） 分離的軟件協議棧架構。換句話說，RTE可將軟件應用與硬件平臺分離。因此運行在 RTE 上的所有軟件模塊都具有平臺無關性。

　　在 RTE 之上，通過應用層，軟件架構方式從分層變為以組件為基礎。功能主要封裝在軟件組件 （SWC） 中。因此，完成 AUTOSAR 軟件組件接口的標準化是支持各項功能跨不同車輛平臺的ECU實現可擴展性和可移植性的中心環節。除復雜驅動程序外，AUTOSAR 標準明確地規定了這些組件的 API 及特性。SWC 僅通過運行環境與其他模塊（ECU 間或內部）通信。

　　隨著 ECU 不斷集成越來越多的功能，FPGA 器件成為了單核或多核MCU 的明智替代。通過從總體上把握 AUTOSAR 的不同層次，可以預見設計人員將這種架構部署在可編程邏輯中所能帶來的優勢。下文將更深入地介紹我們的設計如何實現基于定制靜態硬件（基于閃存或SRAM 的 FPGA 技術）的解決方案，然后將這種方法延伸為為一種運行時可重配置的硬件實現方案（基于 SRAM 的部分可重配置 FPGA）。