一种实现AUTOSAR中ExclusiveArea到OSResource映射的方法

摘要

本发明公开了一种实现AUTOSAR中ExclusiveArea到OSResource映射的方法通过摒弃了ExclusiveArea与OSResource一对一进行匹配的蛮力、低效的实现方案；将ExclusiveArea与OSResource抽象为一个二分图，利用最大匹配算法求两者之间的映射关系，代码高效；代码实现简单、高效，且完全符合AUTOSAR标准。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子软件开发技术领域，尤其涉及一种实现AUTOSAR中 ExclusiveArea到OSResource映射的方法

背景技术

AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture)是汽车电子开放系统架构， RTE（Run-Time Environment）是该架构的核心。RTE是由RTE代码自动生成工 具生成的C代码，后者接收ECU（Electronic Control Unit）配置工具传递的 AUTOSAR对象为输入，生成符合AUTOSAR标准的C代码。自动生成的RTE 代码，加上软件组件源代码、基础模块代码及基础模块配置代码（由ECU配置 工具生成）一起编译链接就成为最终可以运行在ECU上的可执行文件，其中基 础模块指OS（Operating System）和COM（Communication），即操作系统模块和 通信模块。

RTE中最基本的运行单位是运行实体（Runnable），运行实体之间可以进行 通信，同一个AUTOSAR SW-C（AUTOSAR Software Component）内的多个运行 实体可以通过共享同一个内存区域来实现通信。

为了实现数据一致性的要求，共享区域的内容不能同时被两个运行实体访 问修改，即运行实体之间要产生互斥。RTE中使用ExclusiveArea（即临界区， RTE中用来保护多个运行实体间共享资源的抽象概念）的概念来实现运行实体 的互斥，但ExclusiveArea是一个抽象的概念，它需要利用OS中OSResource对 象（即操作系统资源，在AUTOSAR OS中用来解决优先级反转问题的一个模块） 来实现运行实体间互斥的效果，即每个ExclusiveArea对应一个OSResource对象。

用户配置OSResource，并将OSResource与OSTask（OSTask是运行实体的载 体，运行实体通过OSTask运行）相关联。RTE代码生成工具会将每个运行实体 中的ExclusiveArea与此运行实体所在的OSTask所持有的OSResource进行映射。 由于不同的OSTask可能持有相同的OSResource，不同的Runnable也可能拥有相 同的ExclusiveArea，因此只是蛮力地将每个ExclusiveArea与每个OSResource进 行匹配将会十分耗时。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提出将ExclusiveArea和OSResource分别映射到 二分图的左子图和右子图，利用最大匹配算法来寻找一个ExclusiveArea到 OSResource的最大匹配。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种实现AUTOSAR中ExclusiveArea到OSResource映射的方法，包括如下 步骤

11）提取用户配置中关于ExclusiveArea的信息，收集每个运行实体所持有的 ExclusiveArea信息，保存于一个列表中，如果不同的运行实体持有相同的 ExclusiveArea，则只在列表中保存一个；

12）提取用户配置中关于OSTask的信息，将每个OSTask保存于另一个列表 中；

13）将两个列表中的每一个ExclusiveArea与每一个OSTask进行比较，如果 OSTask包含的某个运行实体持有此ExclusiveArea，那么此OSTask与此 ExclusiveArea相匹配，进而将此OSTask所持有的OSResource与此ExclusiveArea 相关联即构造二分图，在二分图中就将此ExclusiveArea对应的节点与这些 OSResource对应的节点相连接；

14）步骤13）结束后，已经构成一个二分图，对此二分图使用最大匹配算法 求最大匹配，如果最大匹配的值等于用户配置的ExclusiveArea的数量，则用户 配置成功，每个ExclusiveArea分别对应于一个不同OSResource；否则说明用户 配置不成功。

进一步的，步骤13）中根据ExclusiveArea与OSResource之间的关系建立的 二分图，ExclusiveArea位于二分图的左子图，OSResource位于二分图的右子图， 然后利用最大匹配算法求得ExclusiveArea到OSResource的映射关系。

本发明的有益效果在于：摒弃了ExclusiveArea与OSResource一对一进行匹 配的蛮力、低效的实现方案；将ExclusiveArea与OSResource抽象为一个二分图， 利用最大匹配算法求两者之间的映射关系，代码高效；代码实现简单、高效， 且完全符合AUTOSAR标准。

附图说明

图1为AUTOSAR软件组件内部关系图；

图2为AUTOSAR任务与资源关系图；

图3为AUTOSAR运行实体与任务关系图；

图4为ExclusiveArea映射到OSResource的方法的流程图；

图5为ExclusiveArea和OSResource构成的二分图；

图6为运用最大匹配算法后ExclusiveArea和OSResource的对应关系。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明的做进一步的说明。

存在这样一种AUTOSAR软件组件（SW-C）的运行案例：在一个软件组件 中有一个负责计算处理的运行实体（Runnable），它会读取公共存储区的三个公 共变量，并做一些计算处理，然后将三个变量写回到公共区域；还存在两个运 行实体负责从其他软件组件接收数据，并写入到上面提到的三个变量中的一个 或者两个中去；并且这三个运行实体分别运行在不同的任务（OSTask）中。为 了使这三个公共变量不会被运行实体写入脏数据，本发明将利用ExclusiveArea 来实现三个运行实体的同步与互斥，具体实现方案如下：

如图1所示，在一个AUTOSAR SW-C中有三个运行实体（标记为R1、R2、 R3，即上面案例提到的三个运行实体，R2表示负责计算处理的运行实体），同 时存在三个共享变量（标记为X、Y、Z，即三个公共区域的变量），三个变量分 别由三个ExclusiveArea来保护（标记为E1、E2、E3）。运行实体R1将使用X， Y两个变量（即R1会将数据写入X、Y两个变量中），因此R1将持有E1和E2 两个ExclusiveArea，同理，R2将持有E1、E2和E3三个ExclusiveArea，R3将持 有E2和E3两个ExclusiveArea。

如图2所示，在OS配置中用户配置了三个OSTask（标记为T1、T2、T3）， 同时有三个资源（标记为RS1、RS2、RS3）。其中T1持有RS1和RS2，T2持有 RS1、RS2和RS3，T3持有RS2和RS3。

如图3所示，运行实体R1运行在T1内部，R2运行在T2内部，R3运行在 T3内部。

该实例的实施分为以下步骤进行，具体的流程图如图4所示：

1、提取用户配置中关于ExclusiveArea的信息，放入一个列表中（标记为EList）， 在本案例中此列表有E1、E2、E3三个ExclusiveArea；

2、提取用户配置中关于OSTask的信息，放入另一个列表中（标记为TList）， 在本案例中此列表有T1、T2、T3三个OSTask；

3、将EList列表中的每一个ExclusiveArea与Tlist列表中的每一个OSTask进 行匹配：遍历OSTask包含的运行实体，如果某个运行实体所持有的ExclusiveArea 与当前遍历的ExclusiveArea一致，则说明匹配成功。如果匹配成功，将OSTask 所持有的OSResource作为一个集合进行保存。最后将每一个匹配成功的OSTask 所对应的集合求一个交集，将交集中的OSResource与此ExclusiveArea相关联。

4、构建二分图：将ExclusiveArea作为二分图的左子图，将OSResource作为 二分图的右子图，将步骤3计算出来的相关联的ExclusiveArea和OSResource进 行连接，如图5。

5、在步骤4构成的二分图上利用最大匹配算法求出二分图的最大匹配值， 如果最大匹配值等于EList列表的长度，则成功产生出一种ExclusiveArea到 OSResource的映射关系；否则说明用户配置不成功，无法产生一种合理的 ExclusiveArea到OSResource的映射关系。本案例将产生一种ExclusiveArea到 OSResource的映射关系，如图6。其中E1映射到RS1，E2映射到RS2，E3映射 到RS3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些 改进和润饰也应视为本发明保护范围内。