汽车电子嵌入式技术

　　兼容OSEK/VDX规范的操作系统应用架构

　　OSEK/VDX标准包括以下四部分：OSEK/VDX操作系统规范（OSEK Operating System，OSEK OS）, OSEK/VDX 通讯规范（OSEK Communication，OSEK COM）, OSEK/VDX 网络管理规范（OSEK Network Management，OSEK NM）以及OSEK/VDX实现语言（OSEK Implementation Language，OSEK OIL）。采用符合OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系统可以提高产品代码的复用率、降低开发成本、缩短产品开发周期。使用兼容OSEK/VDX标准的嵌入式实时操作系统的应用架构如下图所示。

　　2．OSEK/VDX任务管理

　　OSEK/VDX将任务分为基本任务和扩展任务。基本任务具有3种状态：运行状态、就绪状态、挂起状态；扩展任务比基本任务增加一个等待状态。基本任务只在开始和结束时才有同步点。扩展任务运行时可能进入等待状态，因此不仅在开始和结束有同步点，而且运行过程中可能有多个同步点。下图所示的是扩展任务与基本任务的状态转化图。

　　OSEK OS规范规定的任务类型

　　3．OSEK实现语言规范

　　为了达到软件可移植的目标，OSEK OIL规范（OSEK Implementation Language Specification）定义了一种配置和使用OSEK应用的方法。下图表示了一个遵守OSEK规范的应用开发过程。OIL文件可以是手写的或者是系统配置工具产生。

　　基于OSEK规范的应用开发过程

　　OIL提供一种在特定CPU中配置OSEK应用的机制。每个CPU对应一个OIL描述。所有的OSEK系统对象用OIL对象来描述。OSEK应用的OIL描述是一组OIL对象的组合。CPU是这些OIL对象的容器。OIL明确地为每个OIL对象定义了所有标准属性。每个OSEK应用可以定义附加地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。

　　4．车控电子产品的开发流程

　　车控电子产品是软硬件结合的嵌入式系统。为了节约资源，缩短产品开发周期，一般应采取软硬件同步开发的方案。车控电子产品的开发工具对软硬件的同步开发、调试提供了很好的支持。车控电子产品的软件开发分为功能描述、软件设计、代码生成、操作系统环境下高级调试等步骤。车控电子产品的硬件开发分为硬件描述、硬件设计、硬件调试等步骤。当软件设计完成后，通过使用相应的工具，完成在虚拟ECU平台上的验证。当硬件设计完成后，与硬件一起进行软硬件集成调试。通过这种开发方式，缩短了产品上市的时间。

　　软硬件并行的开发方案

　　5．车控电子产品软件开发流程

　　汽车车控电子产品软件开发流程是“V”形开发流程。“V”形开发流程分为五个阶段，即功能设计、原型仿真、代码生成、硬件在回路仿真－HIL、标定。

　　在功能设计阶段使用的主要工具是MATLAB。通过使用MATLAB提供的Simulink、Stateflow等工具，完成控制方案的设计、功能模块的设计、控制算法的设计等任务，并进行初步的仿真模拟工作。在原型仿真阶段使用的主要工具是dSPACE。使用dSPACE提供的快速控制原型－RCP工具完成离线的仿真工作。在开始该阶段之前，需要使用Real Time Workshop、Targetlink等工具完成由Simulink、Stateflow等产生的代码向标准 C代码的转换工作。

　　6．车控电子产品代码生成过程

　　在进行向标准 C代码的转换的过程中，可以根据需要加入符合OSEK规范的嵌入式实时操作系统。在代码生产阶段使用的主要工具是CodeWarrior。通过使用CodeWarrior提供的编译器、调试器等工具，完成从标准C代码向目标硬件平台上的产品代码的转换工作。下图表示了车控电子产品的代码生成过程。

　　7.汽车电子系统划分

　　汽车电子产品可分为两大类：1. 汽车电子控制装置，包括动力总成控制、底盘和车身电子控制、舒适和防盗系统。2. 车载汽车电子装置，包括汽车信息系统(车载电脑)、导航系统、汽车视听娱乐系统、车载通信系统、车载网络等。

　　下图所示为汽车电子系统的划分示意图。