汽車電子嵌入式技術

    OSEK/VDX規(guī)范從實時操作系統(tǒng)（Real-Time Operating System, RTOS）、軟件接口、通訊和網(wǎng)絡管理等方面對汽車的電子控制軟件開發(fā)平臺作了較為全面的定義與規(guī)定。將Open Systems and the Corresponding Interfaces For Automotive Electronics規(guī)范簡稱為OSEK規(guī)范。

                              兼容OSEK/VDX規(guī)范的操作系統(tǒng)應用架構

    OSEK/VDX標準包括以下四部分：OSEK/VDX操作系統(tǒng)規(guī)范（OSEK Operating System，OSEK OS）, OSEK/VDX 通訊規(guī)范（OSEK Communication，OSEK COM）, OSEK/VDX 網(wǎng)絡管理規(guī)范（OSEK Network Management，OSEK NM）以及OSEK/VDX實現(xiàn)語言（OSEK Implementation Language，OSEK OIL）。采用符合OSEK/VDX標準的嵌入式實時操作系

    2．OSEK/VDX任務管理

    OSEK/VDX將任務分為基本任務和擴展任務?；救蝿站哂?種狀態(tài)：運行狀態(tài)、就緒狀態(tài)、掛起狀態(tài)；擴展任務比基本任務增加一個等待狀態(tài)?；救蝿罩辉陂_始和結束時才有同步點。擴展任務運行時可能進入等待狀態(tài)，因此不僅在開始和結束有同步點，而且運行過程中可能有多個同步點。下圖所示的是擴展任務與基本任務的狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖。

                              OSEK OS規(guī)范規(guī)定的任務類型

    3。OSEK實現(xiàn)語言規(guī)范

    為了達到軟件可移植的目標，OSEK OIL規(guī)范（OSEK Implementation Language Specification）定義了一種配置和使用OSEK應用的方法。下圖表示了一個遵守OSEK規(guī)范的應用開發(fā)過程。OIL文件可以是手寫的或者是系統(tǒng)配置工具產(chǎn)生。

                                    基于OSEK規(guī)范的應用開發(fā)過程

    OIL提供一種在特定CPU中配置OSEK應用的機制。每個CPU對應一個OIL描述。所有的OSEK系統(tǒng)對象用OIL對象來描述。OSEK應用的OIL描述是一組OIL對象的組合。CPU是這些OIL對象的容器。OIL明確地為每個OIL對象定義了所有標準屬性。每個OSEK應用可以定義附加地特殊執(zhí)行屬性和引用。每個OSEK應用可以限制每個屬性的取值范圍。

    4．車控電子產(chǎn)品的開發(fā)流程

    車控電子產(chǎn)品是軟硬件結合的嵌入式系統(tǒng)。為了節(jié)約資源，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，一般應采取軟硬件同步開發(fā)的方案。車控電子產(chǎn)品的開發(fā)工具對軟硬件的同步開發(fā)、調(diào)試提供了很好的支持。車控電子產(chǎn)品的軟件開發(fā)分為功能描述、軟件設計、代碼生成、操作系統(tǒng)環(huán)境下高級調(diào)試等步驟。車控電子產(chǎn)品的硬件開發(fā)分為硬件描述、硬件設計、硬件調(diào)試等步驟。當軟件設計完成后，通過使用相應的工具，完成在虛擬ECU平臺上的驗證。當硬件設計完成后，與硬件一起進行軟硬件集成調(diào)試。通過這種開發(fā)方式，縮短了產(chǎn)品上市的時間。

                                                                          軟硬件并行的開發(fā)方案

    5．車控電子產(chǎn)品軟件開發(fā)流程

    汽車車控電子產(chǎn)品軟件開發(fā)流程是“V”形開發(fā)流程?！癡”形開發(fā)流程分為五個階段，即功能設計、原型仿真、代碼生成、硬件在回路仿真－HIL、標定。

    在功能設計階段使用的主要工具是MATLAB。通過使用MATLAB提供的Simulink、Stateflow等工具，完成控制方案的設計、功能模塊的設計、控制算法的設計等任務，并進行初步的仿真模擬工作。在原型仿真階段使用的主要工具是dSPACE。使用dSPACE提供的快速控制原型－RCP工具完成離線的仿真工作。在開始該階段之前，需要使用Real Time Workshop、Targetlink等工具完成由Simulink、Stateflow等產(chǎn)生的代碼向標準 C代碼的轉(zhuǎn)換工作。

6．車控電子產(chǎn)品代碼生成過程

    在進行向標準 C代碼的轉(zhuǎn)換的過程中，可以根據(jù)需要加入符合OSEK規(guī)范的嵌入式實時操作系統(tǒng)。在代碼生產(chǎn)階段使用的主要工具是CodeWarrior。通過使用CodeWarrior提供的編譯器、調(diào)試器等工具，完成從標準C代碼向目標硬件平臺上的產(chǎn)品代碼的轉(zhuǎn)換工作。下圖表示了車控電子產(chǎn)品的代碼生成過程。 

    7.汽車電子系統(tǒng)劃分

    汽車電子產(chǎn)品可分為兩大類：1. 汽車電子控制裝置，包括動力總成控制、底盤和車身電子控制、舒適和防盜系統(tǒng)。2. 車載汽車電子裝置，包括汽車信息系統(tǒng)(車載電腦)、導航系統(tǒng)、汽車視聽娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡等。

    下圖所示為汽車電子系統(tǒng)的劃分示意圖。