アーキテクチャモデル内の AUTOSAR Classic コンポジションおよびコンポーネントの作成

この例では次を使用します。

アーキテクチャモデルを使用して、Classic Platform 用の AUTOSAR コンポジションおよびコンポーネントを開発します。

AUTOSAR アーキテクチャモデルは、AUTOSAR コンポジションおよびコンポーネントモデルを開発するためのリソースとキャンバスを提供します。アーキテクチャモデルでは、次を実行できます。

AUTOSAR コンポジションおよびコンポーネントを追加し、接続する。
解析用にアーキテクチャビューを作成する。
コンポーネントを要件にリンクする (Requirements Toolbox が必要)。
Simulink モデルの作成、インポート、またはリンクにより、コンポーネントの動作を定義する。
スケジューリングとシミュレーションを設定する。
コンポジションとコンポーネントの ARXML 記述をエクスポートし、コンポーネントコードを生成する (Embedded Coder が必要)。

アーキテクチャモデルは、エンドツーエンドの AUTOSAR ソフトウェア設計ワークフローを提供します。Simulink では、高水準のアプリケーション設計の作成、アプリケーションコンポーネントの動作の実装、基本ソフトウェア (BSW) サービス呼び出しおよびサービス実装の追加、アプリケーションのシミュレーションを行うことができます。

アーキテクチャモデルの作成

ソフトウェアアーキテクチャのキャンバスで AUTOSAR コンポジションおよびコンポーネントの開発を始めるには、AUTOSAR アーキテクチャモデルを作成します (System Composer が必要です)。

1. MATLAB コマンド simulink を入力し、Simulink スタートページを開きます。

2. [新規] タブで AUTOSAR Blockset まで下にスクロールし、モデルテンプレートのリストを展開します。[ソフトウェアアーキテクチャ] テンプレートの上にカーソルを合わせて、[モデルを作成] をクリックします。

新しい AUTOSAR アーキテクチャモデルが開きます。

3. ソフトウェアアーキテクチャキャンバスのコントロールとコンテンツを確認します。

Simulink ツールストリップの [モデル化] タブは、アーキテクチャのモデル化に関する一般的なタスクをサポートしています。
モデルウィンドウの左側にあるパレットには、異なるタイプの AUTOSAR コンポーネントをモデルに追加するためのアイコンがあります。Classic アーキテクチャの場合、サポートされているコンポーネントブロックには、Classic コンポーネント、ソフトウェアコンポジション、基本ソフトウェア (BSW) のモデル化、診断サービスコンポーネント、NVRAM サービスコンポーネントが含まれます。
コンポジションエディターには、AUTOSAR 仮想機能バス (VFB) に基づいて AUTOSAR ソフトウェアアーキテクチャが表示されます。モデルキャンバスには最初は何も表示されていません。

[モデル化] タブで、アーキテクチャプラットフォーム Classic Platform または Adaptive Platform を選択します。既定の設定は Classic です。同じアーキテクチャモデル内で Classic コンポーネントと Adaptive コンポーネントを混在させることはサポートされていません。

この例では、スロットル位置制御アプリケーションを作成します。新しい Classic アーキテクチャモデルで手順を実行するか、最終結果を示すモデル例 autosar_tpc_composition を参照します。

% Open example model autosar_tpc_composition for reference
open_system('autosar_tpc_composition')

コンポジションおよびコンポーネントの追加と、実装モデルのリンク

AUTOSAR アーキテクチャモデルを作成した後、コンポジションエディターと Simulink ツールストリップの [モデル化] タブを使用して、コンポジションおよびコンポーネントを追加し、接続します。

AUTOSAR アプリケーションの動作は、Simulink 実装モデルにリンクされた AUTOSAR コンポーネントによって定義されます。この例では、わかりやすくするために、AUTOSAR コンポーネントごとに 1 つの Simulink 実装モデルを提供しています。

コンポーネント TPS_Primary 用の autosar_tpc_throttle_sensor1.slx
コンポーネント TPS_Secondary 用の autosar_tpc_throttle_sensor2.slx
コンポーネント Monitor 用の autosar_tpc_throttle_sensor_monitor.slx
コンポーネント PedalSensor 用の autosar_tpc_pedal_sensor.slx
コンポーネント Ctrl 用の autosar_tpc_controller.slx
コンポーネント Actuator 用の autosar_tpc_actuator.slx

スロットル位置制御コンポーネントのうち 4 つはセンサーコンポーネントで、この例では Sensors コンポジションの中に配置されています。

アーキテクチャモデルで、以下を行います。

1. 入れ子にされた Sensors コンポジションを作成するには、Software Composition ブロックを追加します。たとえば、[モデル化] タブで [ソフトウェアコンポジション] を選択し、キャンバスに Software Composition ブロックを挿入します。強調表示された名前フィールドに Sensors と入力します。

2. Sensors ブロックを開き、モデルキャンバスにコンポジションの内容が表示されるようにします。コンポジションの中に、TPS_Primary、TPS_Secondary、Monitor、および PedalSensor という名前の AUTOSAR コンポーネントを表すClassic Componentブロックを追加します。たとえば、[モデル化] タブで [Classic コンポーネント] を選択して 1 つずつ作成できます。

3. 各 AUTOSAR センサーコンポーネントを、その動作を実装する Simulink モデルにリンクします。たとえば、TPS_Primary コンポーネントブロックを選択し、表示される省略記号にカーソルを合わせ、キュー [モデルにリンク] を選択します。

[モデルにリンク] ダイアログボックスで、実装モデル autosar_tpc_throttle_sensor1.slx を参照します。

コンポーネントを実装モデルにリンクするには、[OK] をクリックします。

アーキテクチャモデルでは、コンポーネントブロックと実装モデルのリンクの開始時に、指定したモデルがリンク要件を満たすかどうかが検証されます。たとえば、実装モデルはアーキテクチャモデルと同じターゲットを使用しなければならず、固定ステップソルバーおよびルートレベルのバス端子を使用しなければなりません。実装モデルが 1 つ以上のリンク要件を満たしていない場合は、AUTOSAR モデルリンカーアプリが開き、満たされていない要件に対する修正が提案されます。詳細については、実装モデルへのリンクを参照してください。

この例で提供されている実装モデルはリンク要件を満たしています。

4. 各モデルをリンクしたら、コンポーネントポートが見やすいよう、対応するコンポーネントブロックのサイズを変更できます。

5. コンポーネントを相互に接続し、コンポジションのルート端子にも接続します。

コンポーネントを相互に接続するには、コンポーネント提供側ポートから別のコンポーネントの受信側ポートに線をドラッグします。
コンポーネントを Sensors コンポジションのルート端子に接続するには、コンポーネントポートから Sensors コンポジションの境界へドラッグします。

オプションで、モデル例 autosar_tpc_composition のルート端子の名前を完全に一致させるために、端子の名前 TPS_HwIO および TPS_HwIO1 を TPS1_HwIO および TPS2_HwIO に変更します。

6. アーキテクチャモデルの最上位レベルに戻ります。アプリケーションを完成させるには、Classic Component ブロックを 2 つ追加し、Ctrl と Actuator という名前を付けます。これらの AUTOSAR コンポーネントをその Simulink 実装モデル autosar_tpc_controller.slx および autosar_tpc_actuator.slx にリンクします。Sensors コンポジション、Ctrl コンポーネント、Actuator コンポーネントを相互に、またアーキテクチャモデルの境界に接続します。

7. インターフェイスやデータ型の問題をチェックするには、アーキテクチャモデルを更新します。[モデル化] タブで [モデルの更新] を選択します。問題が見つかった場合、そのモデルをモデル例 autosar_tpc_composition.slx と比較します。

8. モデルに固有の名前 (myTPC_Composition.slx など) を付けて保存します。

AUTOSAR アーキテクチャコンポジションの Simulink® 実装モデルの作成

AUTOSAR アーキテクチャモデルに保存されているコンポジションがあり、それを別のアーキテクチャモデルから参照する場合、そのコンポジションを Simulink® 実装モデルとして保存し、参照できます。

1. 表示される Sensors コンポジションの省略記号にカーソルを合わせ、オプション [コンポジションをアーキテクチャモデルとして保存] を選択します。

2. [コンポジションを AUTOSAR アーキテクチャモデルとして保存] ダイアログボックスでは、実装モデルの名前を 'Sensors_Composition.slx' と指定します。

3. 新しい AUTOSAR アーキテクチャモデルを作成し、キャンバスにコンポジションブロックを追加します。

4. Composition ブロックの上の省略記号にカーソルを合わせます。

5. [モデルにリンク] を選択します。

6. [モデルにリンク] ダイアログで [参照...] を選択し、'Sensors_Composition.slx' ファイルに移動して選択します。

7. [OK] をクリックします。

オプション: 解析用のアーキテクチャビューの作成

AUTOSAR アーキテクチャモデルの構造面および機能面の解析に役立てるために、モデルの階層構造のフィルター表示を作成できます。[モデル化] タブの [アーキテクチャビュー] メニューで、次のようにします。

[スポットライト] を選択してスポットライトビューを作成します。
[アーキテクチャビュー] を選択して、グループ化の基準を指定したカスタムビューを作成します。

コンポーネントまたはコンポジションの依存関係の解析に役立てるには、スポットライトビューを作成します。スポットライトビューは、上流および下流の依存関係を取得するアーキテクチャコンポーネントまたはコンポジションを簡略化した表示です。

この例では、モデル例 autosar_tpc_composition または作成して保存したアーキテクチャモデルのいずれかでコンポーネント Monitor を選択します。[モデル化] タブで、[アーキテクチャビュー]、[スポットライト] を選択します。

スポットライトビューが開き、コンポーネントまたはコンポジションが階層内で接続するモデル要素が表示されます。スポットライト図は自動的に配置され、編集できません。

オプションで、スポットライトビューを別の永続モデルウィンドウで作成できます。アーキテクチャモデル図を更新して変更を反映すると、開いているスポットライトビューが更新されます。スポットライトビューでは、スポットライトのフォーカスを移動できます。

より高度なフィルター処理条件を指定したカスタムビューを作成するには、アーキテクチャビューギャラリーを使用します。[モデル化] タブで [アーキテクチャビュー] を選択します。カスタムビューはアーキテクチャモデルに保存でき、共同作業を行うユーザーがアクセスして共有できます。詳細については、AUTOSAR アーキテクチャの解析用のプロファイル、ステレオタイプ、およびビューの作成を参照してください。

オプション: コンポーネントを要件にリンクする (Requirements Toolbox)

Requirements Toolbox ソフトウェアをお持ちの場合、アーキテクチャモデル内のコンポーネントを要件にリンクできます。example フォルダーに、サンプルの要件ファイル TPC_Requirements.slreqx が提供されています。このファイルには、4 つのスロットル位置制御アプリケーションコンポーネントに対する要件が含まれています。

コンポーネントを要件にリンクするには、次のようにします。

1. 要件マネージャー アプリを開きます。アーキテクチャモデルウィンドウで、要件ブラウザーが下部にドッキングされた [要件] タブが開きます。

2. 要件ブラウザーで、要件セット TPC_Requirements.slreqx を開きます。この要件セットには、モデル内の 4 つのコンポーネントに対する要件が含まれています。

3. AUTOSAR コンポーネントを要件にリンクするには、要件を要件ブラウザーからコンポーネントブロックにドラッグします。たとえば、要件 4 を Actuator コンポーネントブロックにドラッグします。

詳細については、AUTOSAR コンポーネントと要件のリンクを参照してください。

シミュレーションの構成と実行

AUTOSAR アーキテクチャモデルの集約されたコンポーネントの動作をシミュレーションするには、[実行] をクリックします。

この例で作成した Classic アーキテクチャモデルを実行しようとすると、Basic Software (BSW) Function Caller ブロックに関数定義が見つからないというエラーメッセージが出ます。コンポーネント実装モデルのうち 3 つに、BSW サービス実装を必要とする BSW 関数呼び出しが含まれています。

これらの関数呼び出しを表示するには、アーキテクチャモデル (myTPC_Composition.slx など) を開きます。[デバッグ] タブで [情報のオーバーレイ]、[関数コネクタ] を選択します。選択すると、関数を含む各モデルの関数コネクタがリスト表示されます。BSW 関数呼び出しを含むモデルを表示するには、Sensors コンポジションを開きます。

これらのモデルには Diagnostic Event Manager (Dem) サービスと NVRAM Manager (NvM) サービスへの関数呼び出しが含まれています。アプリケーションをシミュレートする前に、最上位モデルにDiagnostic Service ComponentブロックとNVRAM Service Componentブロックを追加しなければなりません。

サービス実装ブロックを追加して設定するには、以下を行います。

1. アーキテクチャモデルの最上位レベルに戻り、[モデル化] タブを選択します。[診断サービスコンポーネント] のインスタンスと[NVRAM サービスコンポーネント] のインスタンスを選択して配置します。関数の呼び出し元を BSW サービス実装に結び付けるには、モデルを更新します。

2. BSW 関数呼び出し元のクライアントポートから BSW サービス ID へのマッピングをチェックします。Dem クライアントポートは Dem サービスのイベント ID にマッピングされ、NvM クライアントポートは NvM サービスブロックの ID にマッピングされます。

この例では、Dem マッピングを更新します。DEM/FIM ブロックのダイアログボックスで [RTE] タブを選択し、表示されているイベント ID の値を入力します。[OK] をクリックします。BSW ID のマッピングの詳細については、AUTOSAR 基本ソフトウェアサービスとランタイム環境のシミュレーションを参照してください。

以上で、アーキテクチャモデルをシミュレートする準備が整いました。[実行] をクリックします。

プラントモデルとペダル入力を含むテストハーネスへのアーキテクチャモデルの接続

シミュレートされたペダル入力をスロットル位置制御シミュレーションに提供するため、アーキテクチャモデルをテストハーネスモデルに配置できます。テストハーネスでは、ペダル入力ブロックを持つプラントモデルを提供できます。サンプルのテストハーネスモデル autosar_tpc_system.slx を参照してください。

アーキテクチャモデルをテストハーネスに接続するには、以下を行います。

1. Model ブロックを挿入します。

2. myTPC_Composition.slx など、アーキテクチャモデルを参照するように Model ブロックを構成します。

3. Model ブロックのダイアログボックスで、オプション [レートのスケジュール] を選択します。関連するパラメーター [次を使用してレートをスケジュール] では、Schedule Editor を選択します。スロットル位置制御コンポーネントには、スケジュールエディターでスケジュール可能な明示的な分割があります。

4. アーキテクチャモデルのポートをテストハーネスの信号に接続します。

以上で、テストハーネスモデルをシミュレートする準備が整いました。[実行] をクリックします。アプリケーションをシミュレートする場合、スロットル位置スコープには、アーキテクチャモデルのスロットル位置コントロールアルゴリズムがどの程度アクセルペダルの入力を追跡しているかが示されます。

テストハーネスモデルでは、参照先 AUTOSAR アーキテクチャモデルの Model ブロックから、スケジュールエディターを使用してコンポーネントランナブルのレートをスケジュールできます。スケジュールエディターを開くには、Model ブロックのすぐ上にあるスケジュールエディターバッジをクリックします。スケジュールエディターの画面では、アプリケーションコンポーネント内のランナブル (分割) の実行順序を可視化し、制御できます。詳細については、スケジュールエディターの使用、AUTOSAR ランナブルの実行順序の設定およびAUTOSAR のスケジューリングとシミュレーションの構成を参照してください。

コンポジション ARXML 記述とコンポーネントコードの生成およびパッケージ化 (Embedded Coder)

Simulink Coder と Embedded Coder のソフトウェアを使用している場合、AUTOSAR アーキテクチャモデルからコンポジションおよびコンポーネントの AUTOSAR XML (ARXML) 記述をエクスポートし、コンポーネントコードを生成できます。オプションで、再置換や統合などのために、モデルの階層構造のビルドアーティファクトをパッケージ化した ZIP ファイルを作成します。

ARXML ファイルをエクスポートし、コードを生成するには、次のようにします。

1. この例で作成したアーキテクチャモデルを開くか、モデル例 utosar_tpc_composition.slx を開きます。

2. ARXML のエクスポートの準備として、XML オプションを確認し、変更します。[モデル化] タブで [エクスポート]、[XML オプションの構成] を選択します。XML オプションのビューに AUTOSAR ディクショナリが開かれます。エクスポート中、アーキテクチャモデルレベルで指定された XML オプションが、モデル内の各コンポーネントに継承されます。

3. スロットル位置制御アプリケーションのコードを生成してパッケージ化するには、[モデル化] タブで [エクスポート]、[コードと ARXML の生成] を選択します。[コンポジションのエクスポート] ダイアログボックスで、生成されたファイルをパッケージ化する ZIP ファイルの名前を指定します。エクスポートを開始するには、[OK] をクリックします。

アーキテクチャモデルのビルド中、診断ビューアーでビルドログを閲覧することができます。まず、コンポーネントモデルのそれぞれがスタンドアロンの最上位モデルビルドとしてビルドされます。最後に、コンポジション ARXML がエクスポートされます。ビルドが完了すると、現在のフォルダーに、アーキテクチャモデルのビルドフォルダー、階層構造の各コンポーネントモデル、および指定された ZIP ファイルが格納されます。

4. ZIP ファイルを展開します。内容は arxml フォルダーと src フォルダーに整理されています。

5. arxml フォルダーを確認します。この例では、[XML オプション] の [エクスポートされた XML ファイルのパッケージ化] が Modular に設定されているため、XML は、含まれている情報のタイプに従って名前が付けられた複数のファイルにエクスポートされます。各 AUTOSAR コンポーネントには、コンポーネントおよび実装の記述ファイルが存在し、アーキテクチャモデルにはコンポジション、データ型、インターフェイス、およびタイミングの記述ファイルが存在しています。コンポジションファイルには、コンポジション、コンポーネントプロトタイプ、コンポジションのポートおよびコネクタの XML 記述が含まれます。データ型ファイル、インターフェイスファイル、およびタイミングファイルには、アーキテクチャモデルの全階層の要素が集約されています。ステレオタイプとプロファイルに取得される機能以外のプロパティは、記述ファイルに含まれません。