MICROSARの概要

MICROSAR.OS

AUTOSAR仕様に対応したリアルタイムオペレーティングシステム

MICROSAR.OSは、マイコン上での利用を目的として設計された、プリエンプティブなリアルタイムマルチタスクオペレーティングシステムです。

各種マイコン用OSおよびドライバーの開発におけるベクターの長年の経験を生かし、コンパクトで堅牢なOSコアを実現しました。MICROSAR.OSは、実績のあるOSEK/VDX-OSオペレーティングシステム標準を拡張した、AUTOSAR OS仕様に基づいています。この標準をもとに、時間監視とメモリー保護をサポートするための機能が追加されています。

たとえば、実装されているHigh Resolution Timerメカニズムを利用することで、割込み負荷を上げることなく1msよりも短い時間分解能が可能になります。コントローラーによっては、マイクロ秒単位に設定することができます。

ベクターのMICROSAR.OSは、AUTOSAR OS仕様に完全対応しており、すべてのスケーラビリティークラスに対応が可能です。

MICROSAR.COM

通信用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

MICROSAR.COMのベーシックソフトウェアモジュールには、ECU通信用のAUTOSARサービスが含まれています。これらのサービスは、通信チャンネルをいくつでもサポートできるようになっています。バスの種類に依存せず、あらゆる通信スタックで必要とされるサービスです。AUTOSARアーキテクチャーに基づき、CAN、CAN-FD、J1939、FR、LIN、ETH.といった、バス固有の通信モジュールのECUソフトウェアの制御と完全統合を担っています。

MICROSAR.CAN

CAN通信用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

MICROSAR.CANは、CANネットワーク通信処理に使用されます。また、XCPでのキャリブレーション、ゲートウェイ、フラッシングの基盤としても適しています。MICROSAR.CANは、別途入手可能なMICROSAR J1939TPパッケージと組み合わせて使用することで、J1939ネットワークでAUTOSAR ECUを操作することもできます。
また、帯域幅の拡張により最大64 バイトのデータをサポートし、多数のCAN-FD コントローラーに対応しています。

MICROSAR.FR

FlexRay通信用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

MICROSAR.FRは、パーシャルネットワークを含むFlexRayネットワーク通信の処理に使用されます。 また、XCPでのキャリブレーション、ゲートウェイ、フラッシングの基盤としても適しています。

MICROSAR.LIN

LIN通信用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

MICROSAR.LINは、LINネットワークにおけるLINマスターの通信タスクを処理するのに使用されます。また、ゲートウェイやフラッシングの基盤としても使うことができます。

MICROSAR.ETH

Ethernet通信用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

Internet Protocolとその上位層にあるUDPおよびTCPの両トランスポートプロトコルは、Ethernetを介した高速データ交換を目的として、きわめて幅広く使われている規格です。

MICROSAR.ETH (Ethernet) パッケージには、ECU間のEthernet通信に関する自動車用規格に準拠して開発されたTCP/IPスタックをはじめとするAUTOSARベーシックソフトウェアモジュールが含まれています。

AUTOSAR 4.0は、Ethernetを初めてネットワークテクノロジーとして規定したバージョンです。AUTOSAR 4.1では、この仕様が大幅に加筆修正されました。AUTOSAR 4.2ではさらに、Ethernetスイッチの設定やECU間の時間同期などが明記されています。

MICROSAR.ETHのベーシックソフトウェアモジュールは、AUTOSAR 4.xに対応し、さらにAUTOSAR 3.xを補足するものとして提供されています。

MICROSAR.CHARGE

外部インフラ通信用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

Ethernetとその上位層にあるTCP/IPスタックは、車外の充電インフラストラクチャーとの通信に必要な基本的なテクノロジーを提供します。MICROSAR.CHARGEを使用すれば、電気自動車とハイブリッド自動車に、適切な充電ステーションでインテリジェント充電を実行できます。対応する規格は以下のとおりです。

• ISO 15118
• DIN SPEC 70121
• SAE J2847/2

MICROSAR V2Gパッケージのモジュールを使用すれば、一般的に使われているインターネットプロトコルを介して、ECUにサーバーと通信させることもできます。必要に応じて、この通信を暗号化することもできます。

MICROSAR.CHARGEは中国のGB/T 27930および日本のCHAdeMOの標準規格をそれぞれサポートしています。これらではDC充電の仕様が定められており、CAN経由の通信が基盤となっています。

MICROSAR.AVB

Ethernet経由のオーディオ／ビデオ用のベーシックソフトウェアモジュール

Ethernet上でMICROSAR.AVB (Audio/Video Bridging) を使用することにより、オーディオ／ビデオを迅速かつ確実に転送できるようになります。

MICROSAR.AVBパッケージには、MICROSAR.ETHなどのEthernetインターフェイスを下敷きとする、多様なベーシックソフトウェアが含まれています。

AUTOSAR 4.xに基づくソリューションはAVTP (Audio/Video Transport Protocol)、SRP (Stream Reservation Protocol)、ETHTSYN (Time Synchronisation over Ethernet) をサポートします。

これによって、AVBエンドポイントだけでなく、ブリッジ機能の実装も可能になります。

MICROSAR.MEM

メモリー管理用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

MICROSAR.MEMには、フラッシュメモリーやEEPROMメモリー内の永続的なアプリケーションデータの読書きや消去を行うAUTOSARサービスが含まれています。

これによって、アプリケーションソフトウェアはハードウェアに依存しないメモリーアクセスを行うことができます。

アプリケーション側は、プラットフォームに存在するメモリーのタイプが何か、あるいはこのメモリーはコントローラー内部のメモリーなのか、それとも外部メモリーなのかを把握する必要はありません。

MICROSAR.SYS

AUTOSAR用のシステム関連のベーシックソフトウェアモジュール

MICROSAR.SYSのベーシックソフトウェアモジュールが提供するサービスは、AUTOSAR ECUの基本機能の重要な部分を取り扱っています。

これらのサービスはアプリケーションソフトウェアから呼び出されるだけではなく（RTE経由）、他のベーシックソフトウェアモジュールからも呼び出されます。

MICROSAR.SYSのモジュールには、ECUの状態処理に用いられる主要機能がすべて含まれています。

システムサービスには、電源およびモードの管理や、すべての通信チャンネルおよびパーシャルネットワークの制御、機能ソフトウェアを構成する各個別のソフトウェアコンポーネントのモニターのほか、AUTOSAR 3.x内の全ベーシックソフト ウェアモジュールのスケジューリングを行う機能が含まれています。

MICROSAR.DIAG

AUTOSARに対応したUDSプロトコルの実装

各自動車メーカーは、AUTOSAR 仕様の枠を超えた独自の診断要件を定めています。このため、ベクターでは、MICROSAR.DIAG に自動車メーカー固有の拡張機能を付加して提供しています。この方法は量産に適しており、すでに多くの自動車メーカーに対応済みです。特定の診断仕様がないECU については、MICROSAR.DIAG の、自動車メーカーに依存しないバンドルをご利用いただけます。

MICORSAR.DIAG は、EURO VI などの現行および将来の法的要件に使用可能です。OBDII (ISO 15031/SAE J1979) およびWWHOBD(ISO 27145) に対するサポートは、オプションとして提供しています。

ECU の診断コンフィギュレーションにバリアントが必要な場合、MICROSAR.DIAG はこれに対応した高性能ソリューションを提供します。最大31個の異なるパラメーター化を定義でき、これらをリソース的に最適な方法でECU に保存します。これによって、同じデータやサービス、DTC への同一インターフェイスは、生成された診断コード内でまとめられるので、ECU ソフトウェア内での重複を防ぐことができます。

MICROSAR.MCAL

マイクロコントローラー周辺機能制御用AUTOSARドライバー

MICROSAR.MCAL はマイクロコントローラー周辺機能用のターンキーソリューションです。別のハードウェアに切り替える際は、機能ソフトウェアに変更を加える必要はなく、MICROSAR.MCAL を入れ替えて新しいドライバーを取り込むだけで完了です。

MICROSAR.MCAL ドライバーは、MICROSAR パッケージ全体に完全に適合します。あとはお客様のアプリケーションに必要な他のパッケージ（MICROSAR.CAN、MICROSAR.MEM など）をただ追加するだけでよく、こうすることでAUTOSAR 仕様に対応した完全な通信スタックやメモリー管理などを用意できます。

MICROSAR.EXT

外付デバイス制御用のAUTOSARドライバー

MICROSAR.EXTは、外付周辺機能のデバイス用のターンキーソリューションです。

したがって、外付ハードウェアを切り替えるときにアプリケーションソフトウェアに変更を加える必要はなく、MICROSAR.EXTの該当ドライバーを切り離せばよいだけです。

あとはお客様のアプリケーションに必要な他のパッケージ（MICROSAR.CAN、MICROSAR.MEMなど）をただ追加するだけでよく、こうすることでAUTOSAR仕様に対応した通信スタックやメモリー管理を用意できます。

MICROSAR.IO

AUTOSAR I/Oハードウェアの抽象化

IOクラスターはアプリケーション（ソフトウェアコンポーネントなど）とMCALモジュールの間の接続を確立します。

これによってアプリケーションやソフトウェアコンポーネントにI/Oポートへのアクセスが与えられ、センサーデータの読出しやアクターの操作などが可能になります。

MICROSAR.RTE

AUTOSAR仕様に対応したソフトウェアコンポーネント用の最適なランタイム環境

ベクターのMICROSAR.RTE（ランタイム環境）は、スケーラブルで高度に最適化されたAUTOSARランタイム環境です。RTEはAUTOSARによって導入されたモジュールの1つで、ソフトウェアコンポーネント間の通信を管理します。情報フロー全体の整合性を確認し、アプリケーションソフトウェアおよびベーシックソフトウェア、複合デバイスドライバー（CDD）の間のインターフェイスを提供します。

あるECUの機能ソフトウェアをAUTOSAR対応ソフトウェアコンポーネントで実装するときには、ランタイム環境としてRTEが必要です。ECUソフトウェアはモジュール構成になっているため、高い柔軟性があります。つまり、人手を使って開発したソフトウェアコンポーネントや、モデルベース開発ツールを使って設計したソフトウェアコンポーネントを、複数のECUプロジェクトで使い回すことができます。RTEは、その特定のECUに合わせて（場合によってはベーシックソフトウェアモジュールにも合わせて）再設定、再生成すればよいだけです。また、ソフトウェアコンポーネントについても、1つのECU上で複数のインスタンスに使用することが可能です。

MICROSAR AMD

AUTOSARのモニターおよびデバッグ

MICROSAR AMDパッケージはAUTOSAR ECUソフトウェアの効率的なテストを支援します。MICROSAR AMDのベーシックソフトウェアモジュールは、MICROSARベーシックソフトウェアの重要な内部変数、状態、エラーメッセージのすべてにアクセスできます。

XCPプロトコル（Universal Calibration Protocol）は測定やキャリブレーションの分野でよく使われていますが、これはECU内部のパラメーターを転送するのに非常に適しています。ベクターはそれを踏まえ、XCPに基づいてMICROSAR AMDを開発しました。

MICROSAR XCP

測定と適合

MICROSAR XCP により、ASAM XCP に準拠した測定とキャリブレーションが可能になります。 It allows address based read and write access to ECU memory. モジュールはCANoe.XCPおよびCANoe.AMDに加え、CANapeとの併用に特化して最適化されています。 It is available for many topologies: CAN, CAN-FD, FR, ETH, LIN, J1939.

MICROSAR.HSM

Hardware Security Module用ファームウェア

MICROSAR.HSMは、マイクロコントローラーに組み込んで使用される、セキュアコア内蔵のHardware Security Module (HSM) に対応した、効率的で安全なファームウェアです。暗号化サービスを提供する一方、それに使用する利用可能なハードウェアリソースにアクセスします。MICROSAR.HSMファームウェアは基本的な暗号化機能、安全な鍵保管、セキュアブートメカニズムなどの機能を実装することにより、ECUのサイバーセキュリティーを強化します。

MICROSAR.HSMは、さまざまな半導体メーカーの多数のHardware Security Module (HSM) に対応しています。PCベースの設定ツール、DaVinci Configurator Proを使用すれば、プロジェクトの要求に合わせた設定が可能です。MICROSAR.HSMファームウェアはモジュール式のレイアウトを持つため、ユースケースに従ってメモリーサイズとその配置、実行時間の要求に適合できます。さらに、さまざまなアドオンやユーザー固有のサービスも追加できます。

vHSMの詳細については、MICROSARプロダクトインフォメーションをご覧ください。

Renesas、Infineon、Cypress、ST、NXP/Freescaleなどの大手半導体メーカーが提供する、25を超えるハードウェアプラットフォームに対応したvHSMが用意されています。具体的な派生物についてはベクターにお問い合わせください。

製品に含まれるもの:

• vHSMのソースコード
• DaVinci Configurator Proコンフィグレーションツール
• マニュアル類

セキュリティアプリケーション用AUTOSARベーシックソフトウェアモジュール

MICROSAR.CRYPTOクラスターに含まれるモジュールを使用すれば、暗号や証明書に基づくソリューションや侵入検知システムを実装できます。

• Csm: Crypto Service Managerは、暗号ドライバーに含まれている標準化された暗号機能や、鍵や証明書の安全なストレージへのアクセスをSWCに提供します。個別のジョブに優先順位を付け、それらの並列化を目的として、独立した暗号ドライバーに分散させることができます
• CryIf: Crypto Interfaceモジュールは、異なる暗号ドライバーへのアクセスを抽象化し、それによって多様な暗号ソリューションへのインターフェイスの統一を実現します
• Crypto (SW): このモジュールは、CSM から供給される暗号化アルゴリズムおよび機能の実装をソフトウェアの形で提供します。処理のすべてがソフトウェア内で実行され、暗号化の操作を実行するための専用のハードウェアは不要です
• IdsM: Intrusion Detection System Managerは外部からの攻撃を検出します。IdsMはBSWモジュールとSWCに対し、セキュリティイベントを報告し、それらを標準化されたフィルターで絞り込むための、標準化されたインターフェイスを提供します。また、IdsMは関連するセキュリティイベントを、Intrusion Detection Reporterを介して自動車メーカーのセキュリティオペレーションセンターに転送します
• KeyM: Key Managerはキーマテリアルと証明書のインストールおよび更新をサポートします
• vSecMod: Vector Security ModuleはAUTOSAR仕様を補うモジュールで、自動車メーカーに特化しています。これにはSecure On-board Communication (SecOC) に必要なFreshness Value Manager (FVM) と、自動車メーカー固有のKey Manager (vKeyM) が含まれています。FVMは反射攻撃を防止するためのフレッシュネス値をSecOCコンポーネントに提供します。vKeyMモジュールは鍵交換と鍵更新を処理します

MICROSAR.OTA

ソフトウェアダウンロード用ベーシックソフトウェアモジュール

この動画では、MICROSAR.OTAの機能がAUTOSAR Classic仕様の枠にとどまらないソリューションであることをどのように開発者へ提供するかを説明いたします。

「OTA (Over-The-Air)」でソフトウェアアップデートを行えば、修理工場に出向くことなく手軽に車両のソフトウェアを更新できます。可能な限り短い更新プロセスで最適な実装を行うために、アップデートは車両の動作中に、対象となるすべてのターゲットECUに配信されます。

MICROSAR.OTAはAUTOSAR Classic仕様の枠に留まらないソリューションを提供します。すなわち開発者は、ソフトウェアのダウンロードと運転用ソフトウェアをバックグラウンドで並行して実行させることができます。このプロセスでは、実行中のアプリケーションから独立してアクセス可能なメモリ領域に受信データが格納されます。フラッシュコンテナーを再利用できるよう、MICROSAR.OTAは物理アドレスではなく仮想アドレスを使用し、内部ストレージとアクティブ化の戦略を抽象化しています。

さらに、MICROSAR.OTAには自動車メーカー固有の拡張機能が付属しています。これらは診断プロトコル、データ処理（圧縮、暗号化）、暗号化署名による検証などの点が互いに異なっています。

MICROSAR.OTAはAUTOSAR 4.xに対応しています。MICROSAR.OTAとAUTOSARメモリスタックが内蔵フラッシュメモリを同時に使用する場合、そのフラッシュアクセスは同期されます。

アドオンのSoftware Activation Managerを使用すれば、ベクターのフラッシュブートローダーでMICROSAR.OTAと互換性のある拡張機能が利用できるようになり、メモリのコンセプトに応じて、新しいバージョンのソフトウェアをハードウェアの切替えか上書きコピーによりアクティブ化できるようになります。

テクニカルアーティクル "How to Successfully Implement Over-The-Air Software Updates With AUTOSAR Classic"

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