Diese Seite wurde vollständig KI-generiert auf Basis von SWS Safe Hardware Acceleration (R25-11) — kein offizieller AUTOSAR-Text und keine automatisch extrahierte API-Seite wie die übrigen Module. Als Interpretation gekennzeichnete Aussagen sind Schlussfolgerungen aus den Quellen.
160 API-Records in Kapitel 8: 18 Klassen, 120 Funktionen, 4 Enumerationen und 3 Typ-Aliasse.
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Ermöglicht die sichere Auslagerung rechenintensiver Aufgaben auf spezialisierte Hardwarebeschleuniger.
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KI-generiertgemini-3.8-flash-medium · 2026-10-13
Ermöglicht die sichere Auslagerung rechenintensiver Aufgaben auf spezialisierte Hardwarebeschleuniger.
Der Namespace ara::shwa bietet Schnittstellen für sichere Hardwarebeschleunigung und ermöglicht die gezielte Auslagerung paralleler Rechenaufgaben auf Geräte wie GPUs oder CPUs über das Zielformat Target ([AP_SWS_SHWA_00102]). Anwendungen selektieren Beschleuniger über Selektoren, erzeugen exklusiv verwaltete Ausführungswarteschlangen und steuern den Speicherzugriff über Puffer-Accessoren. Als zentrale Randbedingung gilt ein striktes Besitzmodell mit nicht kopierbaren Ressourcen sowie eine ausnahmsfreie Fehlersignalisierung über ShwaErrorCode ([AP_SWS_SHWA_01301]).
Kontext
Der Namespace ara::shwa (Safe Hardware Acceleration) stellt innerhalb der AUTOSAR Adaptive Platform Schnittstellen bereit, um rechenintensive Aufgaben auf spezialisierte Hardwarebeschleuniger auszulagern. Das Modul ermöglicht die Einbindung unterschiedlicher Beschleunigertypen wie Grafikprozessoren (GPU), digitaler Signalprozessoren oder dedizierter Hauptprozessoren (CPU).
Die Erkennung der Systemumgebung erfolgt über die Klasse Platform, welche die auf dem Steuergerät verfügbaren Hardwareplattformen ermittelt und die zugehörigen Device-Instanzen auflistet. Die Auswahl eines geeigneten Geräts kann dynamisch oder statisch über spezialisierte Selektoren gesteuert werden: DeviceSelector agiert als aufrufbares Funktionsobjekt zur Priorisierung verfügbarer Einheiten anhand eines ganzzahligen Rangs, während CpuSelector, GpuSelector und AcceleratorSelector gezielt spezifische Ausführungseinheiten adressieren. Der aktuelle Betriebszustand eines Beschleunigers wird über die Enumeration DeviceStatus ([AP_SWS_SHWA_00103]) abgebildet.
Für die parallele Ausführung von Rechenoperationen ist die Queue zuständig. Berechnungsaufträge werden über TaskHandler gekapselt, wobei der Ausführungsort über Target ([AP_SWS_SHWA_00102]) wahlweise auf dem Beschleuniger (kDevice) oder auf der Host-CPU (kHostTask) festgelegt wird. Speicherbereiche für Ein- und Ausgabedaten werden über Buffer unter Verwendung der Dimensionsangabe Range allokiert. Der Zugriff auf diese Puffer wird durch Accessor-Objekte geregelt, welche den Zugriffsmodus über AccessMode ([AP_SWS_SHWA_00101]) einschränken.
Das Ressourcen- und Lebenszyklusmodell in ara::shwa unterscheidet strikt zwischen ressourcenbesitzenden Objekten, deskriptiven Handles und warteschlangenabhängigen Komponenten:
Ressourcenbesitzende Klassen:Queue, Buffer und Accessor verwalten Hardwareressourcen und Speicherbereiche exklusiv. Sie sind nicht kopierbar (not copyable) und müssen zwingend über std::unique_ptr verwaltet werden. Eine Weitergabe oder Übergabe ist ausschließlich über Move-Semantik gestattet.
Deskriptive Handles und Hilfsklassen:Platform, Device, DeviceMonitor, Id, Range und PropertyList besitzen keine Hardwareressourcen exklusiv. Sie sind kopierbar ausgelegt. Eine Instanz von Device stellt lediglich eine Zugriffsschnittstelle auf ein Gerät dar, kontrolliert dieses jedoch nicht exklusiv. Interpretation: Die Initialisierung einer Ausführungswarteschlange (Queue) bindet sich an ein spezifisches, zuvor ausgewähltes Device, da Queue Ressourcen exklusiv verwaltet. Frage Q-c38811a811f133d0 (offen)
Abhängige Komponenten: Die Klassen Event (zur Synchronisation) und TaskHandler (zur Aufgabenabarbeitung) können ausschließlich innerhalb einer Queue erzeugt werden; außerhalb des Kontexts einer Warteschlange besitzen sie keine funktionale Bedeutung.
Der Lebenszyklus eines Geräts spiegelt sich in DeviceStatus ([AP_SWS_SHWA_00103]) wider: Neben dem betriebsbereiten Zustand kReady kann ein Gerät als nicht zugänglich (kNotAccesible), fehlerhaft (kFailure) oder unbekannt (kUnknown) ausgewiesen werden. Interpretation: Zustandsänderungen eines Geräts zwischen kReady, kNotAccesible und kFailure werden zur Laufzeit über Hilfsklassen wie den DeviceMonitor bzw. die Plattform erkannt. Frage Q-8fc0dc95534dc8bc (offen)
Nutzungspfad
Die typische Verwendung von ara::shwa zur Ausführung einer beschleunigten Berechnung gliedert sich in fünf Schritte:
Plattform- und Geräteauswahl: Die Anwendung ruft über Platform die vorhandenen Hardwareplattformen und deren zugeordnete Device-Instanzen ab. Ein Selektor (wie DeviceSelector, GpuSelector oder CpuSelector) ermittelt das am besten geeignete Gerät, dessen DeviceStatus ([AP_SWS_SHWA_00103]) den Status kReady aufweist.
Warteschlange instanziieren: Für das ausgewählte Device wird eine Queue erzeugt und als std::unique_ptr gehalten.
Speicher allokieren und vorbereiten: Für Eingabe- und Ausgabedaten wird ein Buffer mit den geforderten Dimensionen über Range erzeugt. Zur Befüllung oder Auswertung fordert die Anwendung einen Accessor an, wobei der Zugriffsmodus über AccessMode ([AP_SWS_SHWA_00101]) als kRead, kWrite oder kReadWrite deklariert wird.
Task registrieren und ausführen: Innerhalb der Queue wird ein TaskHandler erstellt. Die Ausführung wird gestartet, wobei über Target ([AP_SWS_SHWA_00102]) festgelegt ist, ob der Task auf dem Beschleuniger (kDevice) oder auf dem Host (kHostTask) läuft.
Synchronisation: Die Queue stellt ein Event bereit, mit dem die Host-Anwendung die asynchrone Beendigung der Berechnungen auf dem Hardwarebeschleuniger überwacht und den Datenabgleich synchronisiert.
Die Programmierschnittstelle von ara::shwa ist ausnahmsfrei (exception-free) gestaltet. Fehlerzustände werden synchron über ara::core::ErrorCode zurückgegeben. Die Erzeugung der Fehlercodes erfolgt über die Fabrikfunktion MakeErrorCode ([AP_SWS_SHWA_01312]) unter Bezugnahme auf die Fehlerdomäne GetShwaDomain ([AP_SWS_SHWA_01311]). Sofern die Anwendungsarchitektur ein ausnahmebasiertes Fehlermodell vorsieht, kann der Fehlercode in eine ShwaException konvertiert und geworfen werden.
Die Enumeration ShwaErrorCode ([AP_SWS_SHWA_01301]) spezifiziert standardisierte Fehlerursachen:
Speicher- und Zugriffsprobleme: Schlägt die Allokation von Arbeitsspeicher fehl, resultiert dies in kMemoryNotAllocated. Kann die Datenkonsistenz eines Puffers nicht aufrechterhalten werden, wird kIntegrityCorrupted gemeldet. Unzulässige Zugriffsmodi oder fehlschlagende Operationen an Accessor-Objekten führen zu kInvalidAccessMode bzw. kAccessorFailure.
Ausführungs- und Synchronisationsfehler: Scheitert die Abarbeitung einer Aufgabe auf dem Zielgerät, wird kTaskExecutionFailure signalisiert. Unerlaubte Operationen auf Synchronisationsobjekten führen zu kEventInvalidOperation, während blockierte Ressourcen kResourceBusy auslösen. Bei Überschreiten konfigurierter Ausführungszeiten wird kTimedOut zurückgegeben.
Ungültige Parameter und Objektzustände: Der Aufruf von Methoden an zerstörten oder ungültigen Objekten führt zu kInvalidObject. Ungültige Indizes oder Parameter werden über kInvalidIndex bzw. kInvalidParameter abgewiesen. Nicht unterstützte Funktionen melden kFeatureNotSupported, während allgemeine Fehler über kRuntime erfasst werden.
Für die Behandlung von Fehlern, die während asynchroner Berechnungen auf dem Beschleuniger auftreten, wird die Klasse ErrorHandler eingesetzt.
Dieser Leitfaden basiert ausschließlich auf der Spezifikation für ara::shwa in AUTOSAR R25-11.
CpuSelector manages CPU selection for operations on HWA if available Allows to get a device from any supported backends for which the device type is CPU.
Class allowing to choose the most appropriate device of the available ones. This is a callable object taking a device reference and returning an integer rank. One of the device with the highest non-negative value is selected.
Platform class is responsible for extracting different HWA platforms available for current application and listing Devices bind to each platform. Designed as copyable since not owning resources.
Accessor manages read and write access to allocated memory by Buffer. Designed as not copyable, since it’s owning resources. Intended to be managed exclusively by std::unique_ptr, which may be moved. ≙ std::unique_ptr
Buffer manages memory allocation for operations on the host or/and HWA. Designed as not copyable, since it’s owning resources. Intended to be managed exclusively by std::unique_ptr, which may be moved. ≙ std::unique_ptr
Event class helps to manage task execution synchronization between HWA and Host application. Can be created only inside of the Queue otherwise it’s meaningless.
Queue API provides the functionality for parallel processing on selected Device. Designed as not copyable, since it’s owning resources. Intended to be managed exclusively by std::unique_ ptr, which may be moved. ≙ std::unique_
Exception type could be thrown by application or other FC using Safe Hardware Acceleration. Safe Hardware Acceleration API is exception free and can only return an ErrorCode, but user code can transform this error to exception and throw if it’s alligned with system error handling architecture.
Property List class is designed to enable vendor specific SHWA functionality extension and adjustment. Properties are not standardized and can be defined by Vendor. Class using Property list is obliged to have HasProperty() and GetProperty() methods defined.
gemini-3.8-flash-medium· 2026-10-13