CN102880469B - 一种实现AUTOSAR中ExclusiveArea到OSResource映射的方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
Claims (2)
1.一种实现AUTOSAR中ExclusiveArea到OSResource映射的方法，其特征在于，包括如下步骤
11)提取用户配置中关于临界区ExclusiveArea的信息，收集每个运行实体所持有的临界区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临界区ExclusiveArea，则只在列表中保存一个；
12)提取用户配置中关于运行实体的载体OSTask的信息，将每个运行实体的载体OSTask保存于另一个列表中；
13)将两个列表中的每一个临界区ExclusiveArea与每一个运行实体的载体OSTask进行比较，如果运行实体的载体OSTask包含的某个运行实体持有此临界区ExclusiveArea，那么此运行实体的载体OSTask与此临界区ExclusiveArea相匹配，将运行实体的载体OSTask所持有的操作系统资源OSResource作为一个集合进行保存，将每一个匹配成功的运行实体的载体OSTask所对应的集合求一个交集，将交集中的操作系统资源OSResource与此临界区ExclusiveArea相关联，即构造二分图，在二分图中就将此临界区ExclusiveArea对应的节点与这些操作系统资源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临界区ExclusiveArea的数量，则用户配置成功，每个临界区ExclusiveArea分别对应于一个不同操作系统资源OSResource；否则说明用户配置不成功。
2.如权利要求1所述的一种实现AUTOSAR中ExclusiveArea到OSResource映射的方法，其特征在于：步骤13)中根据临界区ExclusiveArea与操作系统资源OSResource之间的关系建立的二分图，临界区ExclusiveArea位于二分图的左子图，操作系统资源OSResource位于二分图的右子图，然后利用最大匹配算法求得临界区ExclusiveArea到操作系统资源OSResource的映射关系。
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