Autosar Os降低CPU负载的方案总结

一、背景

在使用Autosar的项目中，经常会遇到CPU Load过高的情况。CPU Load过高往往会导致task调度不准，CAN/LIN报文周期抖动。于是如何降低CPU Load就成了一件迫在眉睫的事情。

那么我们究竟可以从那些方面来优化降低CPU 负载呢？

二、CPU 负载优化手段

1、ComStack优化

在Autosar项目中，如果我们的ECU作为网关，那么Com Stack会占用大量的CPU资源。因此对ComStack优化就非常有必要。实际项目中实测可以降低15%左右的CPU负载（可能每个项目实际情况不一样，仅供参考）。

1.1、ComMainFunctionTx拆分

在实际项目中，不同的报文发送周期可能不尽相同。如果所有的报文都在一个Com MainFunction中处理，那么不仅没有必要，还会增加该Com MainFunction所处的task的负载，其jiter过高时还会造成其他task无法及时被Os调度。因此建议将ComMainFuntionTx进行拆分，不同周期的报文放在对应的ComMainFunction中处理，如下如：

1.2、使用Rx/Tx Signal Group+ComXf序列化

我们知道CAN报文的接收都会由中断触发，如果大量的报文notification Com，那么会造成同一个PDU的所有信号的解析更新时间增加。因此我们将signal放到group中处理，这样可以减少中断的执行时间，减少中断对普通task的抢断。（注意：不过需要注意的是，单独使用signal Group并不能优化性能，还需要配合ComXf序列化一同使用，这样可以让Com层把报文视作一段连续内存数据进行处理。报文格式注意字节对齐。）

1.3、根据实际需求打开Com优化选项

（1）如果CAN矩阵表中没有定义update信号位，该功能可以关闭，优化接收/发送执行时间。设置如下图所示：

（2）若没有信号的TransferProperty属性使用了该功能，可以关闭，如下图所示：

（3）SWC在RTE Write发送TxSignalGroup时，各个信号值更新时无需进行加锁（没有外界中断或其他SWC会干扰该信号的值更新），优化发送执行时间。

（4）打开 Signal中的ComNotification

当Rx信号接收到的时候，会触发中断并在中断中完成数据传递：Can -> CanIf -> PduR -> Com -> Com_CbkRxAck_Array() 数据拷贝到RTE 中间变量，Rte read时可以直接读取RTE 中间变量，而无需调用Com_ReceiveSignal。这样可以减少SWC RTE read执行耗时。

2、RTE优化

2.1、中断锁优化

BSW各个模块在进入和退出Exclusive areas时会执行开关中断，但All Interrupt Blocking执行流程比较长，会消耗大量的加锁，解锁处理时间,建议可以使用EB Fast Lock。

2.2、调整Rte中各个task的offset

让各task的调度分散开。（注意：同一个task内各个runnable的offset值应当一致，否则会出现周期混乱。）

3、SRAM优化

3.1、打开DTCM

加快访问RAM的速度，减少task的执行时长，也能在一定程度降低CPU Load。

3.2、打开DCache和ICache

在部分项目中，优化这个效果明显（注意：进Cache的变量不能跨核）。

4、DET优化

DET会有一定的资源占用，在正式发布的版本中，DET应当关闭。

5、中断优化

一些模块中如果有一些Debug功能产生中断，在正式发布的版本中应当关掉。因为不必要的中断会导致task调度，从而增加CPU开销。（注意：中断中不能有耗时操作，建议使用扩展任务解决，参考：Autosar CP 操作系统详解-CSDN博客 中的2.6章节）

三、总结

由于各个项目的实际场景不尽相同，可能需要有针对性的对症优化。如果你还有别的一些优化手段欢迎留言交流。