ARXML文件解析-1

1 摘要

ARXML（AUTOSAR XML）文件 是汽车电子体系开发中的核心配置文件，基于AUTOSAR（汽车开放体系架构）标准定义，用于描述整车电子体系的软件架构、通信配置、资源分配及服务接口。在车载测试、开发等范畴有着广泛的应用，因此掌握ARXML文件的作用、语法结构以及用法黑白常紧张的。
2 ARXML文件

ARXML（AUTOSAR XML）文件 核心作用是为汽车电子控制单元（ECU）的开发、集成和验证提供标准化的数据模型，确保差别供应商、工具链和团队之间的无缝协作。
2.1 作用及典型应用场景

1. 标准化体系描述
ARXML文件以XML格式定义整车电子体系的静态和动态举动，是AUTOSAR方法论中的唯一数据交换格式。

• 统一数据模型：所有AUTOSAR兼容工具（如建模工具、代码生成器、测试工具）均通过ARXML交换数据，避免格式碎片化。
  
• 跨团队协作：主机厂、Tier1供应商和软件供应商基于同一ARXML文件协同开发，减少沟通本钱。
  

示例：

• OEM提供整车通信矩阵（如CAN/LIN/以太网信号列表）的ARXML文件，供应商据此开发ECU软件。
  

2. 定义通信协议与网络拓扑
ARXML文件详细描述车内网络的通信协议、ECU连接关系和信号传输规则。

• 通信协议栈配置：定义CAN、LIN、FlexRay、以太网等协议的参数（如波特率、帧格式、PDU封装）。
  
• 网络拓扑：描述ECU、网关、交换机的物理连接和逻辑通信路径。
  
• 信号映射：将应用层信号映射到物理总线（如CAN帧或以太网PDU）的具体位置。
  

示例：

1. <!-- 以太网ECU实例定义 -->
2. <EcuInstance>
3.   <SHORT-NAME>ADAS_ECU</SHORT-NAME>
4.   <MAC-ADDRESS>00:1A:2B:3C:4D:5E</MAC-ADDRESS>
5.   <IP-ADDRESS>192.168.10.20</IP-ADDRESS>
6. </EcuInstance>
8. <!-- 以太网帧与信号映射 -->
9. <EthernetFrame>
10.   <SHORT-NAME>Camera_Frame</SHORT-NAME>
11.   <FRAME-ID>0x2001</FRAME-ID>
12.   <PDU-TO-FRAME-MAPPING>
13.     <PDU-REF DEST="PDU">/Pdus/Camera_PDU</PDU-REF>
14.   </PDU-TO-FRAME-MAPPING>
15. </EthernetFrame>

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3. 配置ECU软件组件
ARXML文件定义每个ECU的软件架构，包罗：

• 软件组件（SWC）：描述功能模块的接口（Port）和内部举动（Runnable）。
  
• 资源分配：CPU内核、内存、外设的分配战略。
  
• 任务调度：配置Runnable的触发条件（周期/变乱）和优先级。
  

示例：

1. <!-- 软件组件接口定义 -->
2. <SW-COMPONENT-PROTOTYPE>
3.   <SHORT-NAME>BrakeControl_SWC</SHORT-NAME>
4.   <PORT-PROTOTYPES>
5.     <SENDER-PORT>BrakeSignal_Out</SENDER-PORT>  <!-- 发送刹车信号 -->
6.     <RECEIVER-PORT>WheelSpeed_In</RECEIVER-PORT> <!-- 接收轮速信号 -->
7.   </PORT-PROTOTYPES>
8. </SW-COMPONENT-PROTOTYPE>

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4. 面向服务架构（SOA）支持
针对车载以太网和SOME/IP，ARXML文件定义服务化接口，支持SOA计划：

• 服务接口（Service Interface）：声明服务的方法（Method）、变乱（Event）、字段（Field）。
  
• 服务实例化：配置服务在ECU中的端口、IP地址和通信模式（单播/组播）。
  
• 服务发现：定义服务实例的动态注册与订阅机制。
  

示例：

1. <!-- SOME/IP服务接口 -->
2. <ServiceInterface>
3.   <SHORT-NAME>NavigationService</SHORT-NAME>
4.   <SERVICE-ID>0x3001</SERVICE-ID>
5.   <METHODS>
6.     <METHOD>
7.       <SHORT-NAME>UpdateRoute</SHORT-NAME>
8.       <METHOD-ID>0x01</METHOD-ID>
9.       <CALL-TYPE>REQUEST_RESPONSE</CALL-TYPE>
10.     </METHOD>
11.   </METHODS>
12. </ServiceInterface>
14. <!-- 服务实例配置 -->
15. <ServiceInstance>
16.   <ENDPOINT-PORT>30490</ENDPOINT-PORT>
17.   <MULTICAST-ADDRESS>239.255.10.1</MULTICAST-ADDRESS>
18. </ServiceInstance>

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5. 数据管理与标定
ARXML文件支持车辆数据的标准化管理：

• 标定参数：定义可标定变量（如发动机MAP图）的地址、数据范例和物理转换规则。
  
• 诊断配置：配置UDS（ISO 14229）服务的DID（数据标识符）和DTC（故障码）。
  
• 传感器/执行器接口：描述ECU与物理设备的信号接口（如ADC采样精度、PWM频率）。
  

示例：

1. <!-- 标定参数定义 -->
2. <CALPRM>
3.   <SHORT-NAME>Engine_TorqueLimit</SHORT-NAME>
4.   <PHYSICAL-TYPE>uint16</PHYSICAL-TYPE>
5.   <SCALE>0.1</SCALE> <!-- 物理值 = 原始值 × 0.1 -->
6.   <UNIT>Nm</UNIT>
7.   <ADDRESS>0x80001000</ADDRESS> <!-- ECU内存地址 -->
8. </CALPRM>

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6. 自动化代码生成与集成
ARXML文件是AUTOSAR工具链的输入，驱动以下自动化流程：

• RTE代码生成：生成运行时环境（RTE）代码，实现SWC间通信。
  
• BSW配置：生成基础软件（如通信栈、OS、驱动）的配置代码。
  
• ECU Extract：从整车ARXML中提取单个ECU的配置，供供应商开发使用。
  

工具链示例：

• 计划工具：ETAS ISOLAR、Vector PREEvision。
  
• 代码生成器：EB Tresos、Matlab/Simulink。
  
• 测试工具：CANoe、dSPACE SystemDesk。
  

7. 验证与仿真支持
ARXML文件为测试和仿真提供结构化输入：

• 静态验证：检查信号范围、ID唯一性、时序约束的同等性。
  
• 动态仿真：导入CANoe等工具，模仿ECU节点间的通信举动。
  
• HIL测试：基于ARXML配置硬件在环（HIL）测试环境。
  

示例场景：

• 在CANoe中加载ARXML文件，自动解析总线信号，实现车载网络流量监控和故障注入测试。
  

总结：ARXML的核心代价
维度作用标准化统一汽车电子体系描述格式，打破工具链和供应商壁垒。模块化计划支持ECU软件组件的独立开发和机动集成。通信同等性确保信号、服务和网络协议的全局同等，避免通信冲突。自动化服从驱动代码生成、测试和标定流程的自动化，减少手动错误。可维护性通过版本管理和向后兼容性计划，支持车辆电子体系的持续迭代升级。 2.2 ARXML文件的结构树

ARXML（AUTOSAR XML）文件 是AUTOSHAR（汽车开放体系架构）标准中使用的一种基于XML的文件结构，如下是关键元素示例：

• 根结构:
  

1. AR-PACKAGE (根包)
2. ├── SHORT-NAME (包名称)
3. ├── ELEMENTS (包含所有主要元素)
4. │   ├── AR-PACKAGE (子包，可嵌套)
5. │   ├── ECU-EXTRACT (ECU 提取定义)
6. │   ├── SYSTEM (系统描述)
7. │   ├── ECU-INSTANCE (ECU 实例)
8. │   ├── COMPOSITION (组件组合)
9. │   ├── COMPONENT-PROTOTYPE (组件原型)
10. │   ├── CLIENT-SERVER-INTERFACE (客户端-服务端接口)
11. │   ├── SENDER-RECEIVER-INTERFACE (发送者-接收者接口)
12. │   ├── SOFTWARE-COMPONENT-TYPE (软件组件类型)
13. │   ├── IMPLEMENTATION-DATA-TYPE (实现数据类型)
14. │   ├── APPLICATION-PRIMITIVE-DATA-TYPE (应用原始数据类型)
15. │   ├── APPLICATION-COMPOSITE-DATA-TYPE (应用复合数据类型)
16. │   ├── CONSTANT-SPECIFICATION (常量规范)
17. │   ├── SIGNAL (信号定义)
18. │   ├── SYSTEM-SIGNAL (系统信号)
19. │   ├── SYSTEM-SIGNAL-GROUP (系统信号组)
20. │   ├── DATA-TRANSFORMER (数据转换器)
21. │   └── ... (其他元素)
22. └── ADMIN-DATA (管理数据)

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• 主要分支详细解析:
  

• 软件组件 (Software Component)
  

1. SOFTWARE-COMPONENT-TYPE
2. ├── SHORT-NAME
3. ├── PORTS
4. │   ├── P-PORT-PROTOTYPE (提供端口)
5. │   │   ├── SHORT-NAME
6. │   │   ├── PROVIDED-INTERFACE-TREF (引用接口)
7. │   │   └── ...
8. │   └── R-PORT-PROTOTYPE (需求端口)
9. │       ├── SHORT-NAME
10. │       ├── REQUIRED-INTERFACE-TREF
11. │       └── ...
12. ├── INTERNAL-BEHAVIORS (内部行为)
13. │   ├── SHORT-NAME
14. │   ├── EVENTS
15. │   │   ├── INIT-EVENT (初始化事件)
16. │   │   ├── TIMING-EVENT (定时事件)
17. │   │   ├── DATA-RECEIVE-EVENT (数据接收事件)
18. │   │   ├── OPERATION-INVOKED-EVENT (操作调用事件)
19. │   │   └── MODE-SWITCH-EVENT (模式切换事件)
20. │   ├── RUNNABLES (可运行实体)
21. │   │   ├── SHORT-NAME
22. │   │   ├── CAN-BE-INVOKED-CONCURRENTLY (并发调用标志)
23. │   │   ├── MINIMUM-START-INTERVAL (最小启动间隔)
24. │   │   └── ...
25. │   └── ...
26. └── ...

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• 数据范例 (Data Types)
  

1. IMPLEMENTATION-DATA-TYPE
2. ├── SHORT-NAME
3. ├── CATEGORY (类型类别: VALUE, ARRAY, RECORD, UNION)
4. ├── SW-DATA-DEF-PROPS (软件数据定义属性)
5. │   ├── SW-CALIBRATION-ACCESS (标定访问权限)
6. │   ├── SW-IMPL-POLICY (实现策略)
7. │   └── ...
8. ├── SUB-ELEMENTS (子元素，适用于复合类型)
9. │   ├── ARRAY-TYPE (数组类型)
10. │   │   ├── ELEMENT (数组元素)
11. │   │   ├── INDEX-DATA-TYPE (索引数据类型)
12. │   │   └── SIZE-HANDLING (大小处理)
13. │   └── RECORD-TYPE (记录类型)
14. │       ├── ELEMENTS (记录元素)
15. │       └── ...
16. └── ...

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• 接口 (Interfaces)
  
• 客户端-服务端接口 (Client-Server Interface)
  

1. CLIENT-SERVER-INTERFACE
2. ├── SHORT-NAME
3. ├── IS-SERVICE (是否为服务接口)
4. ├── OPERATIONS (操作)
5. │   ├── SHORT-NAME
6. │   ├── ARGUMENTS (参数)
7. │   │   ├── DIRECTION (IN, OUT, INOUT)
8. │   │   ├── TYPE-TREF (类型引用)
9. │   │   └── ...
10. │   ├── POSSIBLE-ERROR-REFS (可能的错误引用)
11. │   └── ...
12. └── ...

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• 发送者-接收者接口 (Sender-Receiver Interface)
  

1. SENDER-RECEIVER-INTERFACE
2. ├── SHORT-NAME
3. ├── DATA-ELEMENTS (数据元素)
4. │   ├── SHORT-NAME
5. │   ├── TYPE-TREF (类型引用)
6. │   ├── IS-QUEUED (是否排队)
7. │   └── ...
8. └── ...

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• 2.4 ECU 配置 (ECU Configuration)
  

1. ECU-EXTRACT
2. ├── SHORT-NAME
3. ├── CONTAINERS (容器)
4. │   ├── ECU-CONFIG (ECU 配置)
5. │   │   ├── SHORT-NAME
6. │   │   ├── ECU-VARIANT (ECU 变体)
7. │   │   ├── MEMORY-MAPPINGS (内存映射)
8. │   │   └── ...
9. │   └── ...
10. ├── MODULE-CONFIGS (模块配置)
11. │   ├── COM-CONFIG (通信配置)
12. │   ├── OS-CONFIG (操作系统配置)
13. │   ├── BSW-MODULE-CONFIG (基础软件模块配置)
14. │   └── ...
15. └── ...

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• 体系描述 (System Description)
  

1. SYSTEM
2. ├── SHORT-NAME
3. ├── COMMUNICATION (通信)
4. │   ├── SIGNAL-TO-PDU-MAPPINGS (信号到PDU映射)
5. │   ├── PDU-TO-FRAME-MAPPINGS (PDU到帧映射)
6. │   └── ...
7. ├── ECUS (ECU实例)
8. │   ├── SHORT-NAME
9. │   ├── COMMUNICATION-CONNECTORS (通信连接器)
10. │   └── ...
11. ├── SIGNALS (信号)
12. │   ├── SHORT-NAME
13. │   ├── DATA-TYPE-POLICY (数据类型策略)
14. │   └── ...
15. └── ...

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• 典型 ARXML 文件层次结构示例：
  

1. AUTOSAR (根元素)
2. ├── AR-PACKAGES (包集合)
3. │   ├── AR-PACKAGE (包1, 如ServiceInterfaces)
4. │   │   ├── SHORT-NAME: "ServiceInterfaces"
5. │   │   ├── ELEMENTS
6. │   │   │   ├── SERVICE-INTERFACE (服务接口)
7. │   │   │   │   ├── SHORT-NAME: "VehicleSpeedService"
8. │   │   │   │   ├── SERVICE-ID: 0x1234
9. │   │   │   │   ├── METHODS (方法)
10. │   │   │   │   │   └── CLIENT-SERVER-OPERATION
11. │   │   │   │   │       ├── SHORT-NAME: "GetSpeed"
12. │   │   │   │   │       ├── METHOD-ID: 0x0101
13. │   │   │   │   │       └── CALL-TYPE: "REQUEST_RESPONSE"
14. │   │   │   │   └── EVENTS (事件)
15. │   │   │   │       └── EVENT
16. │   │   │   │           ├── SHORT-NAME: "SpeedUpdate"
17. │   │   │   │           └── EVENT-ID: 0x0201
18. │   │   │   └── ... (其他服务接口)
19. │   │   └── AR-PACKAGE (子包, 可选)
20. │   │
21. │   ├── AR-PACKAGE (包2, 如DataTypes)
22. │   │   ├── SHORT-NAME: "DataTypes"
23. │   │   ├── ELEMENTS
24. │   │   │   ├── IMPLEMENTATION-DATA-TYPE (数据类型)
25. │   │   │   │   ├── SHORT-NAME: "UInt16"
26. │   │   │   │   └── BIT-SIZE: 16
27. │   │   │   └── IMPLEMENTATION-DATA-TYPE (结构体)
28. │   │   │       ├── SHORT-NAME: "EngineStatus"
29. │   │   │       ├── CATEGORY: "STRUCTURE"
30. │   │   │       └── SUB-ELEMENTS (成员)
31. │   │
32. │   ├── AR-PACKAGE (包3, 如ECUs)
33. │   │   ├── SHORT-NAME: "ECUs"
34. │   │   ├── ELEMENTS
35. │   │   │   └── ECU-INSTANCE (ECU实例)
36. │   │   │       ├── SHORT-NAME: "EngineECU"
37. │   │   │       ├── MAC-ADDRESS: "00:12:34:56:78:9A"
38. │   │   │       └── ETHERNET-INTERFACES (以太网接口)
39. │   │
40. │   └── AR-PACKAGE (包4, 如Communication)
41. │       ├── SHORT-NAME: "Communication"
42. │       ├── ELEMENTS
43. │       │   ├── ETHERNET-FRAME (以太网帧)
44. │       │   │   ├── SHORT-NAME: "Speed_Frame"
45. │       │   │   └── FRAME-ID: 0x1001
46. │       │   ├── I-SIGNAL-I-PDU (PDU)
47. │       │   │   ├── SHORT-NAME: "Speed_PDU"
48. │       │   │   └── SIGNAL-TO-PDU-MAPPING (信号映射)
49. │       │   └── I-SIGNAL (信号)
50. │       │       ├── SHORT-NAME: "Speed_Signal"
51. │       │       └── LENGTH: 16
52. │       └── ...
53. │
54. └── ... (其他全局配置)

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关键结构阐明:

• 根节点：<AUTOSAR>
  
  
  
  • 包含所有配置的入口，声明命名空间和版本。
    
  
  

ARXML 文件通常包含以下关键命名空间：

• http://autosar.org/schema/r4.0 (根据版本差别而厘革)
  
• http://autosar.org/schema/implementationDataTypes
  
• http://autosar.org/schema/applicationDataTypes
  

版本信息通常在根元素中指定：

1. <AUTOSAR xsi:schemaLocation="http://autosar.org/schema/r4.0 AUTOSAR_4-0-3.xsd"
2.          xmlns="http://autosar.org/schema/r4.0"
3.          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">

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• 包（AR-PACKAGE）：
  
  
  
  • 功能划分：按逻辑功能分模块（如服务接口、数据范例、ECU配置）。
    
  • 嵌套支持：包内可嵌套子包（如ServiceInterfaces包下可定义SOME/IP子包）。
    
  
  
• 元素（ELEMENTS）：
  
  
  
  • 服务接口（SERVICE-INTERFACE）：定义SOME/IP服务的方法、变乱、字段。
    
  • 数据范例（IMPLEMENTATION-DATA-TYPE）：基础范例（uint8）或复杂范例（struct）。
    
  • ECU实例（ECU-INSTANCE）：描述ECU的硬件属性（MAC地址、IP地址）。
    
  • 通信元素（ETHERNET-FRAME, PDU, SIGNAL）：定义以太网帧格式和信号映射。
    
  
  
• 引用机制：
  
  
  
  • 通过<REF>标签跨包引用元素（如<DATA-TYPE-REF DEST="IMPLEMENTATION-DATA-TYPE">/DataTypes/UInt16</DATA-TYPE-REF>
    ）。
    
  
  

示例：服务接口与PDU的引用关系

1. ServiceInterfaces (包)
2. └── SERVICE-INTERFACE
3.     ├── METHOD
4.     │   └── INPUT-ARGUMENTS
5.     │       └── ARGUMENT
6.     │           └── DATA-TYPE-REF -> /DataTypes/UInt16
7.     └── EVENT
8.         └── DATA-TYPE-REF -> /DataTypes/UInt16
10. Communication (包)
11. └── I-SIGNAL-I-PDU
12.     └── SIGNAL-TO-PDU-MAPPING
13.         └── I-SIGNAL-REF -> /Signals/Speed_Signal

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计划原则

• 模块化：按功能拆分为独立包（如Services、Network、ECUs）。
  
• 唯一标识：所有ID（SERVICE-ID、METHOD-ID）需全局唯一。
  
• 可读性：通过SHORT-NAME和注释阐明元素用途。
  
• 兼容性：版本升级时保存旧字段，避免破坏现有通信。
  

通过此结构树，可快速定位ARXML文件中的配置模块，理解元素间的层级和引用关系。
2.3 TAG（XML元素）

在ARXML文件中，TAG（XML元素）的范例由AUTOSAR元模型（Meta-Model）严格定义，用于描述汽车电子体系的各个构成部分。以下是ARXML文件中所有常见TAG范例的分类及详细阐明，涵盖从顶层结构到具体配置的完整体系：
1. 顶层结构标签
TAG名称用途示例<AUTOSAR>根元素，声明命名空间和XSD引用xml <AUTOSAR xmlns="http://autosar.org/schema/r4.0"><AR-PACKAGES>包含所有功能包的容器xml <AR-PACKAGES>...</AR-PACKAGES><AR-PACKAGE>单个功能包，通过UUID和SHORT-NAME标识xml <AR-PACKAGE UUID="a1b2c3d4">...</AR-PACKAGE> 2. 元数据与管理标签
TAG名称用途示例<ADMIN-DATA>文件管理信息（版本、语言等）xml <ADMIN-DATA><LANGUAGE>EN</LANGUAGE>
</ADMIN-DATA><DOC-REVISIONS>文档修订汗青xml <DOC-REVISIONS><DOC-REVISION><REVISION-LABEL>1.0.0</REVISION-LABEL></DOC-REVISION></DOC-REVISIONS><USED-LANGUAGES>声明支持的多语言xml <USED-LANGUAGES><L-2 L="EN"/></USED-LANGUAGES> 3. 通信与网络相关标签
TAG名称用途示例<COMMUNICATION-CLUSTER>定义通信协议（CAN/LIN/Ethernet）xml <COMMUNICATION-CLUSTER><SHORT-NAME>CAN_Cluster</SHORT-NAME></COMMUNICATION-CLUSTER><DU>协议数据单元（信号组）xml <DU><SHORT-NAME>EngineData</SHORT-NAME></PDU><SIGNAL>单个信号定义xml <SIGNAL><SHORT-NAME>RPM</SHORT-NAME></SIGNAL><I-SIGNAL>接口信号（ECU间通信）xml <I-SIGNAL><SHORT-NAME>BrakePressure</SHORT-NAME></I-SIGNAL> 4. ECU配置与软件组件标签
TAG名称用途示例<ECUC-MODULE-DEF>ECU模块定义（软件组件）xml <ECUC-MODULE-DEF><SHORT-NAME>CanDriver</SHORT-NAME></ECUC-MODULE-DEF><ECUC-CONTAINER-VALUE>容器实例（配置参数集合）xml <ECUC-CONTAINER-VALUE><SHORT-NAME>CanConfig</SHORT-NAME></ECUC-CONTAINER-VALUE><ARAMETER-VALUES>参数值容器xml <ARAMETER-VALUES><INTEGER-VALUE><VALUE>100</VALUE></INTEGER-VALUE></PARAMETER-VALUES> 5. 服务与数据转换标签
TAG名称用途示例<SERVICE-INTERFACE>SOA服务接口定义xml <SERVICE-INTERFACE><SHORT-NAME>DiagnosticService</SHORT-NAME></SERVICE-INTERFACE><DATA-TRANSFORMATION-SET>数据转换规则集合（如信号编码/解码）xml <DATA-TRANSFORMATION-SET UUID="..."><SHORT-NAME>SignalEncoder</SHORT-NAME></DATA-TRANSFORMATION-SET><TRANSFORMER-CHAIN>数据转换步骤链xml <TRANSFORMER-CHAIN><SHORT-NAME>CanToEth</SHORT-NAME></TRANSFORMER-CHAIN> 6. 多语言支持标签
TAG名称用途示例<DESC>多语言描述容器xml <DESC><L-2 L="EN">Description</L-2></DESC><L-2>短文本（名称、标签）xml <L-2 L="EN">EngineSpeed</L-2><L-10>长文本（详细阐明、文档）xml <L-10 L="EN">This is a detailed description...</L-10> 7. 引用与依靠标签
TAG名称用途示例<ECUC-REFERENCE>引用其他元素（通过UUID或路径）xml <ECUC-REFERENCE DEST="ECUC-MODULE-DEF"><TARGET-REF>/Path/To/Element</TARGET-REF></ECUC-REFERENCE><VARIATION-POINT>条件编译或变体配置xml <VARIATION-POINT><ECUC-CONFIGURATION-VARIANT COND="DEBUG_MODE">...</ECUC-CONFIGURATION-VARIANT></VARIATION-POINT> 8. 特殊用途标签
TAG名称用途示例<LACEHOLDER>标记未完成的配置xml <LACEHOLDER><DEFINITION-REF>/ECUC/Placeholders/Unassigned</DEFINITION-REF></PLACEHOLDER><BINARY-FILE>嵌入二进制文件（如校准数据）xml <BINARY-FILE><SHORT-NAME>Calibration.bin</SHORT-NAME></BINARY-FILE> 关键总结

• 严格分层：ARXML接纳树状结构，从<AUTOSAR>根元素到具体配置逐级展开。
  
• 工具链依靠：所有TAG需符合AUTOSAR XSD规范，否则工具（如Vector PREEvision）会报错。
  
• 多语言支持：通过<L-2>/<L-10>和<USED-LANGUAGES>实现国际化。
  
• 唯一标识：UUID和SHORT-NAME确保元素可被唯一引用。
  如需完整标签列表，请参考对应AUTOSAR版本的官方XSD文件（如AUTOSAR_4-2-2.xsd）。
  

2.4 ARXML文件关键元素解析

2.4.1 XML声明与处理指令

元素：<?xml ?> - XML声明
作用：定义XML文档的根本属性，是每个ARXML文件必须的开头部分
完整语法：

1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>

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参数详解：

• version(必需)：指定XML版本，目前只支持"1.0"
  
• encoding(强烈保举)：字符编码方式，保举值：
  
  
  
  • UTF-8（保举）：兼容性最佳，支持多语言。
    
  • UTF-16：大端/小端编码，需声明字节顺序标记（BOM）。
    
  • ISO-8859-1：仅支持西欧字符。
    
  
  
• standalone(可选)：定义文档是否依靠外部DTD
  
  
  
  • 作用：声明XML文档是否依靠外部资源（如DTD、XSD）。
    
  • standalone="yes"：文档独立，不依靠外部定义。
    
  • standalone="no"：依靠外部资源（如AUTOSAR XSD文件）。
    
  • 默认值：若未声明，默认值为 "no"。
    
  • ARXML实践：
    
  • AUTOSAR文件通常需引用外部XSD架构，因此建议显式声明 standalone="no"。
    
  • 若省略此属性，工具链可能默认按 "no" 处理。
    
  
  

使用规范：

• 必须出现在文件第一行
  
• 前面不能有任何字符（包罗空格）
  
• 在ARXML中必须指定UTF-8编码
  

注意事项：

• 若声明 encoding="UTF-8"，文件必须保存为UTF-8格式（无BOM）。
  
• 若文件含中文注释或标签，必须使用UTF-8编码，否则解析器会报错或乱码。
  

2.4.2 XML注释

元素： <!-- --> - 注释
作用：为ARXML文件添加人类可读的解释阐明
语法规则：

1. <!--
2.   多行注释示例：
3.   这里可以包含任何说明文字，
4.   但不能包含"--"或结束标记
5. -->

复制代码

特殊限制：

• 不能嵌套注释
  
• 内容中不能包含连续两个连字符"–"
  
• 不能出现在标签内部（如<tag <!--错误--> >）
  

2.4.3 XML声明与根元素

• 必须声明根元素 <AUTOSAR>，并指定命名空间和XSD验证。
  
• 命名空间：xmlns 定义AUTOSAR标准的版本（如R4.0、R21-11）。
  
• XSD引用：xsi:schemaLocation 指向对应的XSD架构文件，用于语法验证。
  

4.4.3.1 xmlns（默认命名空间）

• 作用：定义XML元素的默认命名空间，确保元素归属明确，所有未显式指定前缀的元素均属于此命名空间。
  
• ARXML示例：
  1. <AUTOSAR xmlns="http://autosar.org/schema/r4.0">
  2.   <!-- 所有子元素默认属于AUTOSAR R4.0命名空间 -->
  3.   <AR-PACKAGE>...</AR-PACKAGE>
  4. </AUTOSAR>

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• 关键点：
  
  
  
  • 命名空间URI（如http://autosar.org/schema/r4.0）唯一标识AUTOSAR版本。
    
  • 差别AUTOSAR版本需对应差别URI（如R21-11为http://autosar.org/schema/r4.0）。
    
  
  

AUTOSAR命名空间版本对照表：
AUTOSAR版本命名空间URIR4.0http://autosar.org/schema/r4.0R4.1http://autosar.org/schema/r4.1R4.2http://autosar.org/schema/r4.2R21-11http://autosar.org/schema/r4.0（同R4.2） 4.4.3.2 xmlns:xsi（XML Schema实例命名空间）

• 作用：声明XML Schema实例（XML Schema Instance）的命名空间前缀（通常为xsi），用于关联XSD文件，启用XML Schema实例功能。
  
• 示例：
  1. <AUTOSAR xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
  2.   <!-- 使用xsi前缀引用Schema实例属性 -->
  3. </AUTOSAR>

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• 前缀约定：
  
  
  
  • xsi 是通用前缀，不可自定义。
    
  • 用于后续的schemaLocation属性。
    
  
  

4.4.3.3 xsi:schemaLocation（XSD文件关联）

• 作用：指定命名空间对应的XSD架构文件路径，供解析器验证XML结构，实现语法验证。
  
• 语法：xsi:schemaLocation="命名空间URI XSD文件路径"
  （多个命名空间可依次列出，用空格分隔）
  
• ARXML示例：
  1. <AUTOSAR
  2.   xmlns="http://autosar.org/schema/r4.0"
  3.   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  4.   xsi:schemaLocation="http://autosar.org/schema/r4.0 AUTOSAR_4-0-3.xsd"
  5. >

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  • 表示 http://autosar.org/schema/r4.0 命名空间的XSD文件为 AUTOSAR_4-0-3.xsd。
    
  
  
• 关键点：
  
  
  
  • XSD文件需与XML文件在相同目录，或通过绝对/相对路径指定。
    
  • 若XSD文件未找到，工具链（如Vector PREEvision）会报错。
    
  
  

完整ARXML根元素示例:

1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
2. <AUTOSAR
3.   xmlns="http://autosar.org/schema/r4.0"              <!-- 默认命名空间 -->
4.   xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" <!-- Schema实例前缀 -->
5.   xsi:schemaLocation="http://autosar.org/schema/r4.0 AUTOSAR_4-2-2.xsd" <!-- XSD关联 -->
6. >
7.   <AR-PACKAGES>
8.     <AR-PACKAGE>
9.       <SHORT-NAME>ECU_Config</SHORT-NAME>
10.     </AR-PACKAGE>
11.   </AR-PACKAGES>
12. </AUTOSAR>

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2.4.4 ADMIN-DATA元素

元素： <ADMIN-DATA>
作用：存储文档管理元数据，包含三类核心信息：

• 文档创建和修改汗青
  
• 工具链信息
  
• 配置管理数据
  

ADMIN-DATA 的典型结构:
ADMIN-DATA 通过 <SDGS>（Structured Data Group Set）定义多个结构化数据组（<SDG>），每个组通过 GID（Group ID）标识数据范例，并通过 <SD>（Structured Data）存储具体值。
完整结构：

1. <ADMIN-DATA>
2.   <SDGS>
3.     <!-- 文档标识信息 -->
4.     <SDG GID="Docu">
5.       <SD>ECU Configuration</SD>
6.     </SDG>
7.    
8.     <!-- 版本控制 -->
9.     <SDG GID="Revision">
10.       <SD>4.3.0</SD>
11.     </SDG>
12.    
13.     <!-- 创建信息 -->
14.     <SDG GID="Created">
15.       <SD>2023-11-20T09:30:00</SD>
16.       <SDG GID="By">
17.         <SD>John.Doe@company.com</SD>
18.       </SDG>
19.     </SDG>
20.    
21.     <!-- 工具信息 -->
22.     <SDG GID="Tool">
23.       <SD>Vector PREEvision 6.0</SD>
24.       <SDG GID="Settings">
25.         <SD>CodeGen=Autosar4.2</SD>
26.       </SDG>
27.     </SDG>
28.   </SDGS>
29. </ADMIN-DATA>

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SDG参数详解：

• GID(必需)：分组标识符，常见值：
  
  
  
  • “Created”：创建时间
    
  • “Modified”：修改记录
    
  • “Tool”：生成工具
    
  • “Revision”：版本号
    
  • “Owner”：所有者
    
  
  
• SD：实际数据内容，可以是嵌套结构
  

常见 GID 范例与用途:
GID阐明示例值author元素创建或修改的作者。Alice BrowncreationDate元素的创建时间（ISO 8601 格式）。2023-10-05T08:00:00ZmodifiedDate元素的末了修改时间。2023-10-06T09:15:00ZmodifiedHistory修改汗青记录（多行文本）。2023-10-05: Initial creationtool生成或修改该元素的工具名称及版本。ETAS ISOLAR-A 4.3.0version元素的版本号（遵循语义化版本规范）。1.2.0comment自定义注释或描述。Added new event for fault codes 最佳实践：

• 至少应包含创建时间和工具信息
  
• 使用ISO 8601格式记录时间戳
  
• 对紧张修改保存汗青记录
  

2.4.5 语言相关元素

元素： <LANGUAGE>
作用：声明文档的默认内容语言
语法用法：

1. <LANGUAGE>EN</LANGUAGE>

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语言代码规范：

• 必须使用ISO 639-1双字母代码
  
• 常见值：EN(英语)、DE(德语)、JA(日语)、ZH(中文)
  

元素 <USED-LANGUAGE>
作用：声明文档中实际使用的所有语言
语法：

1. <USED-LANGUAGES>
2.   <USED-LANGUAGE>EN</USED-LANGUAGE>
3.   <USED-LANGUAGE>DE</USED-LANGUAGE>
4. </USED-LANGUAGES>

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规则：

• 必须包含<LANGUAGE>中指定的默认语言
  
• 按使用频率排序
  
• 每个语言代码只能出现一次
  

元素 <L-10>
作用：提供多语言文本内容
完整语法：

1. <L-10
2.   L="EN"
3.   xml:space="preserve|default"
4.   xmlns:xhtml="http://www.w3.org/1999/xhtml"
5. >
6.   文本内容
7. </L-10>

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参数详解：

• L(必需)：ISO 639-1语言代码
  
• xml:space(可选)：空缺处理方式
  
  
  
  • “preserve”：保存所有空缺字符
    
  • “default”：按XML规范处理空缺
    
  
  
• xmlns:xhtml(可选)：允许嵌入XHTML标记
  

与其他多语言标签的对比:
标签范例用途示例<L-2>短文本（名称、简短描述）<L-2 L="EN">CAN Signal</L-2><L-10>长文本（详细阐明、文档）如上文示例<L-4>中等长度文本（如错误消息）较少使用 典型应用：

1. <DESCRIPTION>
2.   <L-10 L="EN" xml:space="preserve">
3.     Engine control module (ECM) manages
4.     the fundamental engine parameters.
5.   </L-10>
6.   <L-10 L="DE">
7.     Das Motorsteuergerät (ECM) verwaltet
8.     die grundlegenden Motorparameter.
9.   </L-10>
10. </DESCRIPTION>

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2.4.6 AR-PACKAGE体系结构

元素 <AR-PACKAGES>
作用：根元素下的容器，作为所有AR-PACKAGE的根容器，用于构造多个<AR-PACKAGE>（AUTOSAR包），形成层次化结构。
特性：

• 必须是<AUTOSAR>元素的直接子元素
  
• 可以包含多个<AR-PACKAGE>
  
• 在模块化ARXML中可能被拆分到多个文件，用于模块化计划（如按功能划分：通信、诊断、ECU配置等）。
  

元素 <AR-PACKAGE>
作用：AUTOSAR元素的主要构造单元
完整语法：

1. <AR-PACKAGES>
2.   <!-- 顶层包 -->
3.   <AR-PACKAGE UUID="d8a3f1e0-7b3a-11ed-a1eb-0242ac120002">
4.     <SHORT-NAME>ServiceInterfaces</SHORT-NAME>
5.     <ELEMENTS>
6.       <!-- 包内元素 -->
7.     </ELEMENTS>
8.     <!-- 子包 -->
9.     <AR-PACKAGE>
10.       <SHORT-NAME>SubPackage</SHORT-NAME>
11.       ...
12.     </AR-PACKAGE>
13.   </AR-PACKAGE>
14. </AR-PACKAGES>

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关键子元素：

• UUID：唯一标识符(保举使用URN格式)
  
• SHORT-NAME：包名称(遵循AUTOSAR命名规则)
  
• ELEMENTS：包含实际AUTOSAR元素
  

UUID生成规范：

• 必须符合RFC 4122标准
  
• 保举格式：urn:uuid:xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx
  
• 生成工具：应使用标准UUID生成算法
  

2.4.7 元素 (ELEMENT) 与属性

元素表示 AUTOSAR 元模型中的对象（如服务、信号、ECU），通过属性定义其特性。
通用元素结构：

1. <ELEMENT-TYPE UUID="...">
2.   <SHORT-NAME>ElementName</SHORT-NAME>
3.   <PROPERTY-NAME>value</PROPERTY-NAME>
4.   <REFERENCE DEST="TARGET-TYPE">/Path/To/Target</REFERENCE>
5. </ELEMENT-TYPE>

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• UUID: 元素的唯一标识符（必填）。
  
• SHORT-NAME: 元素名称（必填，同一包内不可重复）。
  
• DEST: 引用目标范例（如 IMPLEMENTATION-DATA-TYPE）。
  

常见元素范例：
元素范例描述SERVICE-INTERFACE定义 SOME/IP 服务接口（方法、变乱、字段）。ECU-INSTANCE描述 ECU 硬件属性（MAC 地址、IP 地址）。IMPLEMENTATION-DATA-TYPE定义数据范例（基础范例或结构体）。I-SIGNAL-I-PDU定义 PDU（协议数据单元）及其信号映射。ETHERNET-FRAME定义以太网帧格式。 2.4.8 引用机制

通过 路径引用 和 UUID 引用 关联差别包中的元素。
1 路径引用：

1. <DATA-TYPE-REF DEST="IMPLEMENTATION-DATA-TYPE">/DataTypes/UInt16</DATA-TYPE-REF>

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• 路径格式: /Package/SubPackage/ElementName。
  
• DEST: 指定目标元素的元模型范例（必须与目标匹配）。
  

示例：

1. <!-- 引用数据范例 --><DATA-TYPE-REF DEST="IMPLEMENTATION-DATA-TYPE">/DataTypes/UInt16</DATA-TYPE-REF>
2. <!-- 引用PDU --><PDU-REF DEST="I-SIGNAL-I-PDU">/Pdus/Speed_PDU</PDU-REF><!-- 引用信号 --><I-SIGNAL-REF DEST="I-SIGNAL">/Signals/Speed_Signal</I-SIGNAL-REF>

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规则：

• 路径格式：使用/分隔包层级，如/DataTypes/UInt16表示根包下的DataTypes包中的UInt16范例。
  
• DEST属性：必须与目标元素的范例严格匹配（如IMPLEMENTATION-DATA-TYPE对应数据范例）。
  

2 UUID 引用：

1. <ECU-INSTANCE-REF DEST="ECU-INSTANCE">d8a3f1e0-7b3a-11ed-a1eb-0242ac120002</ECU-INSTANCE-REF>

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• 实用场景: 跨文件引用元素。
  
• 要求: 目标元素必须在同一工程的其他 ARXML 文件中定义。
  

2.4.9 数据范例定义

通过 IMPLEMENTATION-DATA-TYPE 定义基础或复杂数据范例
基础范例：

1. <IMPLEMENTATION-DATA-TYPE UUID="...">
2.   <SHORT-NAME>UInt16</SHORT-NAME>
3.   <CATEGORY>VALUE</CATEGORY>
4.   <BIT-SIZE>16</BIT-SIZE>
5. </IMPLEMENTATION-DATA-TYPE>

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• CATEGORY: VALUE（基础范例）、STRUCTURE（结构体）、ARRAY（数组）。
  

结构体范例：

1. <IMPLEMENTATION-DATA-TYPE UUID="...">
2.   <SHORT-NAME>EngineStatus</SHORT-NAME>
3.   <CATEGORY>STRUCTURE</CATEGORY>
4.   <SUB-ELEMENTS>
5.     <IMPLEMENTATION-DATA-TYPE-ELEMENT>
6.       <SHORT-NAME>RPM</SHORT-NAME>
7.       <TYPE-TREF DEST="IMPLEMENTATION-DATA-TYPE">/DataTypes/UInt16</TYPE-TREF>
8.       <BYTE-POSITION>0</BYTE-POSITION>
9.     </IMPLEMENTATION-DATA-TYPE-ELEMENT>
10.   </SUB-ELEMENTS>
11. </IMPLEMENTATION-DATA-TYPE>

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• BYTE-POSITION: 结构体成员的起始字节位置（必须对齐）。
  

2.4.10 数据转换框架

元素 <DATA-TRANSFORMATIONS>
作用：容器元素，包含所有数据转换定义
结构要求：

1. <DATA-TRANSFORMATIONS>
2.   <DATA-TRANSFORMATION-SET>...</DATA-TRANSFORMATION-SET>
3.   <!-- 可包含多个SET -->
4. </DATA-TRANSFORMATIONS>

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位置：通常位于<AR-PACKAGE>的<ELEMENTS>中
元素 <DATA-TRANSFORMATION-SET>
作用：定义一组数据转换规则（如信号编码/解码、单位转换等）
关键点：

• UUID：唯一标识该转换集。
  
• 通常用于SOA（面向服务架构）或信号后处理。
  

子元素：

• <SHORT-NAME>：转换集名称（如Transformer_Configuration）。
  
• <TRANSFORMER-CHAIN-REFS>：引用具体的转换链（Transformer Chains）。
  

完整语法：

1. <DATA-TRANSFORMATION-SET UUID="e5f6g7h8-9012-3456-7890-abcdef123456">
2.    <SHORT-NAME>Transformer_Configuration</SHORT-NAME>
3.    <TRANSFORMER-CHAIN-REFS>...</TRANSFORMER-CHAIN-REFS>
4. </DATA-TRANSFORMATION-SET>

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关键参数：

• UUID：必须全局唯一
  
• SHORT-NAME：遵循UpperCamelCase命名惯例
  

元素 <TRANSFORMER-CHAIN-REFS>
作用：引用一个或多个转换链（Transformer Chains），定义数据转换的执行顺序。
典型子元素：

• <TRANSFORMER-CHAIN-REF>：指向具体的转换链（通过UUID或路径引用）。
  

应用场景：

• 比方：将CAN信号转换为以太网信号需要多个步骤（缩放、字节序转换等）。
  

详细结构：

1. <TRANSFORMER-CHAIN-REFS>
2.   <TRANSFORMER-CHAIN-REF
3.     DEST="TRANSFORMER-CHAIN"
4.     DEST-NAME="SpeedConverterChain"
5.   >/Transformers/SpeedProcessing</TRANSFORMER-CHAIN-REF>
6. </TRANSFORMER-CHAIN-REFS>

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属性详解：

• DEST(必需)：目标范例，固定为"TRANSFORMER-CHAIN"
  
• DEST-NAME(可选)：目标元素的SHORT-NAME
  
• 内容：XPath格式的引用路径
  

2.4.11 SHORT-NAME命名规范

语法要求：

1. <SHORT-NAME>ValidName</SHORT-NAME>

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命名规则：

• 长度限制：1-128个字符
  
• 允许字符：
  
  
  
  • 大写字母(A-Z)
    
  • 小写字母(a-z)
    
  • 数字(0-9)
    
  • 下划线(_)
    
  
  
• 克制：
  
  
  
  • 开头或末端使用下划线
    
  • 连续两个下划线
    
  • 使用XML保存字符(<, >, &等)
    
  
  

行业惯例：

• 范例定义使用UpperCamelCase：EngineSpeedType
  
• 实例命名使用lowerCamelCase：currentSpeed
  
• 常量使用UPPER_SNAKE_CASE：MAX_SPEED_LIMIT
  

综合应用示例：

1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><AUTOSAR xmlns="http://autosar.org/schema/r4.0">  <ADMIN-DATA>    <SDGS>      <SDG GID="Created">        <SD>2023-11-20T14:30:00Z</SD>        <SDG GID="By">          <SD>engineering@auto.com</SD>        </SDG>      </SDG>      <SDG GID="Tool">        <SD>ETAS ISOLAR-A 9.0.1</SD>      </SDG>    </SDGS>  </ADMIN-DATA>  <LANGUAGE>EN</LANGUAGE>
2.   <USED-LANGUAGES>    <USED-LANGUAGE>EN</USED-LANGUAGE>    <USED-LANGUAGE>DE</USED-LANGUAGE>  </USED-LANGUAGES>  <AR-PACKAGES>    <AR-PACKAGE UUID="urn:uuid:1a2b3c4d-5e6f-7890-1234-56789abcdef0">      <SHORT-NAME>VehicleData</SHORT-NAME>      <DESCRIPTION>        <L-10 L="EN">Contains vehicle data transformations</L-10>      </DESCRIPTION>            <ELEMENTS>        <DATA-TRANSFORMATIONS>          <DATA-TRANSFORMATION-SET UUID="urn:uuid:aa11bb22-cc33-dd44-ee55-ff6677889900">            <SHORT-NAME>SpeedTransformSet</SHORT-NAME>            <TRANSFORMER-CHAIN-REFS>              <TRANSFORMER-CHAIN-REF DEST="TRANSFORMER-CHAIN">                /Transformers/KmphToMphChain              </TRANSFORMER-CHAIN-REF>            </TRANSFORMER-CHAIN-REFS>          </DATA-TRANSFORMATION-SET>        </DATA-TRANSFORMATIONS>      </ELEMENTS>    </AR-PACKAGE>  </AR-PACKAGES></AUTOSAR>

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3 总结

以上对ARXML文件的作用、应用场景以及关键元素进行了详细先容，希望能对大家学习ARXML文件有所资助，后续专题会继承对ARXML文件以及以太网通信矩阵进行先容。

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