CP AUTOSAR中Runnable的开发配置

#01、Runnable说明  

在AUTOSAR CP平台中，Runnable是一个关键概念，它代表了可以被调度的最小执行单位。可以将Runnable理解为一个独立的任务或函数，具有特定的输入和输出，用于执行具体的操作或算法。

在AUTOSAR CP的软件架构中，Runnable被分配给Task（任务）中执行。Task是AUTOSAR中的基本执行单元，负责执行一系列的操作或功能，而这些操作或功能则通过Runnable来实现。

通过将功能划分为多个Runnable，AUTOSAR CP平台实现了软件的模块化设计。这种设计方式提高了软件的可重用性、可维护性和可扩展性。

汽车软件中的Runnable配置，一般是由汽车软件的开发团队或相关技术人员来执行的。

具体来说，Runnable的配置通常涉及以下几个方面：

1. 定义Runnable：在AutoSAR开发中，首先需要定义Runnable，这通常包括为其命名、编写实现具体逻辑的函数代码等。

2. 挂载到Task上：Runnable必须挂载在Task（任务）上才能被执行。Task是AutoSAR中的基本执行单元，负责执行特定的功能。通过合理的Task任务分配和Runnable配置，可以确保系统的高效、稳定、安全运行。

3. 配置触发条件：Runnable的执行需要满足一定的触发条件，这些条件可以是事件触发、时间触发或数据触发等。开发人员需要根据具体需求来配置这些触发条件，以确保Runnable在适当的时候被执行。  

4. 与其他Runnable的交互：在系统中，不同的Runnable之间可能存在数据交互和共享资源的情况。因此，在配置Runnable时，还需要考虑它们之间的通信与同步机制，以确保系统的整体性能和稳定性。

5. 测试和验证：配置完成后，还需要对Runnable进行测试和验证，以确保它们能够按照预期工作，并满足系统的性能和安全要求。

所以汽车软件中的Runnable配置是一个复杂而重要的过程，需要由专业的汽车软件开发团队或技术人员来执行。在实际开发过程中，软件架构工程师可以选择在工程文件中是否配置Runnable，这也间接的决定了软件单元开发工程师的工作范围差异。

本文针对这种差异做一个演示说明。

#02、工具准备 

MATLAB、SIMUlink及工具包AUTOSAR Blockset、Embedded Coder；用以导入软件架构模型文件、Runnable配置及C代码生成等等；

MATLAB 推荐使用R2022b及之后的版本，MATLAB支持了AUTOSAR Blockset的更新和使用。支持了AP平台，可以使用ara::com方法开发自适应应用软件并部署在嵌入式Linux上，以及在架构模型中创建数据类型和接口。

另外需要准备两份软件架构ARXML文件，内部均有一个Composition，包含两个SWC，区别就在于一个直接配置了Runnable，另一个并未配置Runnable；   

配置了Runnable的ARXML会有如下类似字段；

#03含有Runnable的ARXML导入

两行指令就可以导入，并创建SWC模型：

ar = arxml.importer('Seat_Heat_Composition_Runnable.arxml')

createCompositionAsModel(ar,'/Components/Seat_Heat_Composition')

创建出来Composition、各个SWC、数据类型定义的Simulink模型文件； 

进入Autosar Blockset工具箱，工具箱将自动解析并展示该SWC的详细内容。在Code Mapping Component Interface和AUTOSAR字典部分，用户不仅能够查看到SWC内部定义的所有Runnable实体的列表，还能进一步深入了解每个Runnable的具体属性。比如：

Runnable名称：每个Runnable都有一个唯一的标识符或名称，用于在SWC内部及与其他组件交互时引用。

执行周期：指定了Runnable被调度的频率，即它应当多久执行一次。这可以是基于时间的（如每10毫秒执行一次）或基于事件的（当满足特定条件时触发）。

参数列表：列出了Runnable执行时可能需要接收的输入参数以及可能产生的输出参数。

后面继续进行模型搭建、工程配置与代码生成等工作即可。

#04不含Runnable的ARXML导入  

使用与上一节相同的指令，导入了不含Runnable信息的ARXML文件。

但是从生成的Simulink模型来看，同样已经有了Runnable信息；

双击进入一个SWC，点击菜单栏中的APP - Autosar Component Design（Autosar Blockset工具箱），再进入AUTOSAR字典的Code Mapping界面可以发现，ARXML导入时，对于每个SWC，根据其名称自动生成了两个Runnable，一个初始化Runnable、一个事件型Runnable，其周期与模型默认求解器的周期一致； 

但是SWC内还未有非常明确function或system模块与runnable对应；

可以创建Subsystem模块，并在其内构建模型逻辑，也可以直接搭建模型，不过如果同一SWC内含有多个Runnable，则显得混乱，因此建议创建Subsystem模块，再构建模型逻辑；  

值得注意的是，如果不做其他配置修改，那么所有的模块参数都将隶属于同一个Runnable函数；

#05新增Runnable

Simulink类型函数模块创建 

添加Function-Call Subsystem与Function-Call Generator模块，双击修改Function-Call Generator参数，修改采样时间，为系统求解器默认时间的整数倍；当然这也只是增加了一个Simulink模块，并未对架构产生任何影响；   

另外，如果使用的input、output的求解速率不一样，需要添加Rate Transition模块进行速率转换，如果数据类型不一致，需要添加Data Type Conversion进行数据类型的准换，比如uint8和枚举类型之间的转换；Rate Transition需要勾选取消掉“确保确定性数据传输”；

点击左下角的刷新（代码映射更新），可以看到更新出来将要与Runnable mapping的Simulink函数模块；   

Runnable创建与Mapping 

新增Runnable：打开AUTOSAR字典，找到对应的SWC tab栏中Runnables选项，新增Runnable，修改Name与Symbol名称，添加Event事件，选择类型并修改名称，点击“应用”，关闭选项卡即可；

在对应的Simulink 函数上map 刚才创建的AUTOSAR Runnable，这才算是完成了一个Runnable独立模块的创建；   

IRV添加与Mapping  

需要注意的是，如果SWC内模型的搭建，涉及多个Runnable的交互，则需要使用Rate Transition模块进行速率转换，并且需要配置IRV；

在AUTOSAR CP中，IRV（Inter-Runnable Variable）是一个重要的概念，它指的是运行实体（Runnable）之间的变量，用于实现软件组件（SWC）内部不同运行实体（Runnable）之间的数据通信。在AUTOSAR的架构中，软件被划分为多个层次，包括应用层、运行时环境层、基础软件层和硬件抽象层。在运行时环境层中，Runnable是执行单元，它们负责执行具体的任务。IRV作为一种全局变量，允许这些Runnable之间共享和修改数据，从而简化了任务间的数据通信过程。

IRV的实现通常依赖于一些同步机制，如互斥锁和条件变量，以确保对共享变量的访问是安全的。这些机制可以防止多个任务同时修改同一个变量，从而避免数据竞争和错误的结果。

打开AUTOSAR字典，找到对应的SWC tab栏中IRV选项，新增IRV，修改Name与读写权限，创建完成后关闭选项卡即可；回到Code Mapping选项卡中，找到“Data Transfers”，将simulink中需要map的source模块map到刚才创建的IRV数据上；   

生成代码 

返回，点击代码生成，对应生成的函数名是AUTOSAR Runnable Symbol名称，同时也可以查看到IRV部分对应生成的代码。

#06小  结

使用MATLAB做CP软件单元开发时，当软件架构工程师提供ARXML文件作为输入时，这个文件可能已经预定义了部分或全部的Runnables，这些Runnables是AUTOSAR架构中用于封装软件功能的基本单元。然而，无论ARXML文件中是否直接包含Runnables的定义，通过使用MATLAB中的AUTOSAR Blockset工具箱进行导入，都会触发一个智能的解析与转换过程。

AUTOSAR Blockset工具箱不仅能够识别并导入ARXML文件中已存在的Runnables，还能够根据文件中描述的系统架构和接口信息，自动推断并生成缺失的Runnables。这一过程确保了软件单元开发工程师在MATLAB环境中拥有一个完整且一致的AUTOSAR模型，为后续的开发工作奠定了坚实的基础。

在导入ARXML并生成Runnables之后，软件单元开发工程师便可以根据实际的模型算法需求，对生成的Runnables进行精细化的调整。这包括但不限于：

1. 增减Runnables：根据软件功能的具体实现需要，工程师可以自由地添加新的Runnables来封装新的算法或功能，同时，对于不再需要的Runnables，也可以进行删除操作，以保持模型的简洁和高效。

2. 修改配置：对于每一个Runnables，工程师都可以深入其配置层面，调整其属性，如执行频率、优先级、任务激活条件等，以确保它们能够按照预期的方式运行，并满足系统的实时性和性能要求。