车载gps系统软件架构设计

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1、车载GPS系统软件架构设计为提升整车科技含量和满足顾客多样化的娱乐享受需求，国内大多数汽车制造商，在新车型开发或后续配置方面，配备了高科技的导航系统。导航系统自身稳定性，影响客户的正常使用。本文主要对设计开发期间的架构设计说明。关键词：通讯；时钟；时序；容错能力；1.前言：　　汽车制造商在设计初期，就开始考虑增加车载GPS导航的配置，并逐渐成为车上的基本装备。GPS导航产品的稳定性和可靠性，决定车辆品味及质量的关键要素。2.导航系统参数本文中的机型在设计的状态如下：主机与导航地图采用分离式，地图为SD卡存储，EBOOT时钟频率32MHz，TF

2、T显示屏，显示屏主控芯片（GDC）采用Mstar776。3.导航系统设计常见问题及注意事项　　GPS导航系统，与空间、地面控制部分进行数据交换，GPS车载设备需要对数据进行大量运算，故系统涉及范围广，更需要性能稳定、运行可靠：下面就设计开发过程中经常遇到的问题，进行详细阐述：　　3.1导航停止响应，复位后进入黑屏状态；但主机能切换到其他界面，AM，FM，DVD，蓝牙等其它功能正常；若多次出现，需对系统匹配方面进行检查；　　检查导航系统与SD卡通信状态，即考虑SD卡数据交换、时钟通讯频率的情况；　　首先，地图SD卡标准时序图及规格要求，如下图所

3、示：使用示波器，检查SD卡在OS状态时CLK的上升沿及下降沿时序，时序是否符合SD卡对时序的要求；与SD卡参数进行数据核对，是否存在异常。如无异常，需检测导航系统EBOOT与SD卡通信频率，得到如下波形：检测导航系统EBOOT与SD卡通信时钟频率为30.774MHz（上图中P3小箭头指示）；如下表所示　　地图SD卡通讯频率上限为25MHz，数据显示，EBOOTCLK时钟频率超出SD卡通讯频率，这样会引起SD卡初始化不能完成，系统内核无法加载，表现为主机黑屏，不能进入导航工作状态；可优化EBOOTCLK时钟频率，使之与地图SD卡的通讯频率保持一

4、致；　　3.2手写输入或设置目的地时，存在较小概率导航不响应触摸屏操作，导致导航无法工作，但主机能够切换到其他界面，AM，FM，DVD，蓝牙等其它功能正常；　　检查软件容错处理能力，主机MCU与导航系统通讯异常，导航软件无法接受MCU发出的触摸屏坐标信息，查看导航系统接收MCU串口协议消息中是否有错误信息，导致导航运行错误。　　检查步骤如下：　　1.检测导航系统停止响应状态时MCU与导航之间的串口通信，包括触摸指令和相关交互协议，是否存在MCU有指令发出，导航没有回应的现象；　　2.检测从MCU发过来的数据，人为在串口通讯的收发段间歇短路加入

5、干扰。检查导航系统是否存在停止响应概率加大，干扰或者错误数据容易引起导航系统运行不正常的现象；　　3.上述无异常时，分析通讯异常处理部分程序，是否存在发生数据异常后的数据指针未按设计要求进行加一操作（及调的下一帧数据，而是继续判断有错误的帧的数据，形成死循环），通讯线程死锁。正确的通讯协议帧是由"帧头+长度+数据+校验和"组成的，当外加干扰，或其它数据异常发生时有可能发生数据错位，此时数据指针应该丢弃错误的数据，再寻找正确的帧头。　　我们可以通过修改导航系统的串口容错机制，确保数据异常时能够自动从错误状态恢复，不引起线程死锁。　　3.3USB

6、状态关机（POWEROFF），ACC断电后再上电，开机后TFT屏正常显示USB的UI界面和歌曲信息，0.5秒后UI界面变为LOGO（USB歌曲信息维持正常），随后USB的UI界面立刻恢复正常。　　软件架构流程中的显示logo背景的部分程序存在冗余现象。最终优化后的软件程序如下图所示：4.总结　　以上是GPS导航系统在设计初期，经常遇到的问题，基本为软件框架搭建欠缺，考虑不周全，或者太理想化，造成软件适应外部环境能力较差。　　在设计冻结前，应制作一份软件测试点检表，以备在随时予以更新。　　应对产品进行各项试验，其中包括实际操作模拟，如应追加样机

7、测试方法，追加POWEROFF→ACCOFF→ACCON→POWERON的测试。　　另外，在进行测试时，还可以在收音、碟片、蓝牙、导航、后视镜、AUXIN等源下进行POWEROFF→ACCOFF→ACCON→POWERON的测试，把假关机的相关测试纳入软件测试点检表内。