面向汽车电子之嵌入型软件研发应用软件之探讨与分析

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1、面向汽车电子之嵌入型软件研发应用软件之探讨与分析第1章引言1.1研究背景随着我国经济的发展，汽车已经成为消费级产品进入了百姓的家庭。2009年中国更是一举超过美国成为世界汽车消费第一大国。伴随着购买力的增长，人们也汽车的功能和性能有了更高的要求，汽车上面承载的传感器越来越多，信号处理越来越复杂，电控单元数据处理量成倍提高，由于这些都依赖于汽车电子技术，汽车电子技术在近年来也取得了蓬勃的发展。目前，中国的汽车电子技术仍比较落后，国内市场70%以上的市场份额被国外企业占领[1]，外资企业在发动机电控等核心领域更是形成了技术壁垒，垄断了中国市场。如何打破国内汽车电子市场的这种畸形格局，掌

2、握自主知识产权的汽车电子关键技术成为当前一个迫切的需求。本课题依托于国家核心高科技基础技术研发项目，研发汽车电子软件开发集成平台，包括符合OSEK/VDX标准的操作系统，基于模型的应用建模环境，集成的嵌入式软件交叉开发环境等。1.2研究意义及发展趋势汽车电子软件的技术是汽车电子技术的核心，也是技术含量最高的部分。软件的质量直接决定了汽车电子产品的质量，然而程序员在汽车电子软件开发过程中仍然采取手工写代码的方式，代码质量不可靠和后期会产生大量不必要的测试开销的弊端暴露无遗。由于汽车电子软件控制算法大同小异，为了提供汽车电子软件的可复用性，车用操作系统已经提出了一个被广泛接受的标准，O

3、SEK/VDX。基于模型和代码自动生成的软件技术[2]，是解决上述问题的一个有效途径。首先，其保证了代码的质量，也减少了额外的测试开销。其次，自动生成的代码使得模型、代码和代码生成报告之间有了一致性。而且，通过在模型中加入支持OSEK标准的模块，软件的可复用性和可移植性也有了大幅度的提高。综上，开发一种汽车电子软件开发的专用平台，集成汽车电子软件开发的各个步骤，加快软件开发的周期，并且保持各个开发阶段的一致性，提高汽车电子软件开发的效率显得很有必要。本课题通过对汽车电子软件开发建模和代码自动生成工具的分析研究，通过LambdaTOOL开发环境将各个工具集成，在其中整合符合OSEK标

4、准的OSDeltaOSEK，Simulink建模环境，RT[10]（Netent）以及OSEKOIL[11]（OSEKImplementationLanguageSpecification)。2.使用兼容OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系统的应用架构如图2.1所示.本文主要讨论OSEKOS和OSEKOIL两部分。2.1.1OSEKOS标准概述OSEKOS标准提供必要功能支持事件驱动的控制系统。移植性方面，OSEKOS标准的基础服务使得不同厂商之间的软件模块集成成为可能。通用性方面，OSEKOS标准的高度模块化和灵活的可配置性使得其适用于从低端8位控制器到复杂的32位ECU。为了

5、满足强实时性的需要，OSEK标准禁止系统对象的动态生成，系统对象在创建系统时就被静态确定，从而提高系统的可靠性和实时性。OSEKOS由以下几个服务/管理模块组成：1.中断管理：实现全局中断、操作系统中断等的打开和关闭功能。2.任务管理：实现扩展任务、基本任务等的激活、结束、重调度、以及一些任务信息的获取功能3.Alarm管理：实现定时功能，在预定时间到达时触发相关的操作，如：设置事件、激活任务、进行回调等操作。4.事件管理：是附属于任务的一种通知机制，其不是一种独立对象。事件管理主要负责实现事件的发送、等待、查询、清除等功能。5.资源管理：OSEK中的资源是一种用于同步或者互斥的手

6、段，资源管理主要实现资源的获取、释放等功能。6.Hook管理：主要为用户提供功能的扩展能力，包括错误处理、任务切换前、任务切换后、系统启动、系统关闭、系统进入IDLE等时机，通过hook功能为用户程序提供机会来介入系统的处理。基于OSEKOS的应用，为了保证系统的可靠性和可预测性，其对象和所使用的资源都在系统生成前已静态确定。同时，为了应用软件更好的可移植性，对象和资源的描述应具有通用性，因此，OSEK标准组织定义了OIL语言标准。OIL语言标准针对单个ECU进行定义，而非ECU网络。OIL采用对象的概念来描述配置。其中CPU是OIL中最大的对象，每个CPU对应一个OIL描述，其它

7、子对象可以盛放其中，使得CPU类似于容器。OSEK应用的OIL描述是一组OIL对象的组合,OIL明确地为每个OIL对象定义了所有标准属性。每个OSEK应用可以定义附加的特殊执行属性和引用。每个OSEK应用可以限制每个属性的取值范围。第3章平台的总体设计......................26-293.1工具链设计.................263.2代码框架设计.................26-283.3DELTAOSEK目标和自动........