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汽车嵌入式SoC系统的应用与发展

来源:与非网/何 玮 刘昭度 杨其校 马岳峰 王 斌?? 2007年04月27日 ?? 收藏0

;? (1) 对实时多任务管理有很强的支持能力,中断响应时间1~2μs;

??????? (2) 具有很强的存储区保护功能;

??????? (3) 在嵌入式实时操作系统的支持下能合理进行任务调度,充分利用系统资源;

??????? (4) 硬件结构和软件功能都有很强的扩展能力,系统集成度大大提高,降低了成本;

??????? (5) 超低功耗,汽车静态功耗为豪瓦级;

??????? (6) 系统硬件抗干扰能力增强,适应高温、潮湿、振动和电磁辐射等各种工作环境;

??????? (7) 实时操作系统支持软件多线程结构,增强了系统的软件抗干

扰性;

??????? (8) 提供强大的网络通信功能,具备地IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口,支持相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件,提供容错数据传输能力和更大通信带宽。?
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集成化系统结构


??????? 2.2 系统结构

??????? 汽车嵌入式SoC系统由硬件和软件两大部分组成。硬件包括嵌入式处理和外围设备,软件包括应用软件和操作系统。软件通过数据结构、算法和通讯协议实现汽车电子控制策略,硬件则为软件提供了运行平台,执行具体控制。

??????? 嵌入式SoC硬件系统集成度越来越高,一般为模块化结构,如图1(a)所示。在高性能CPU核心外通过IP总线扩展实时时钟模块、SRAM(静态随机存储器)及大容量FLASH,配置CAN总线与USB通信模块,无缝集成PWM输出、多通道串口、A/D转换接口与统一的高速缓冲存储器,支持RISC技术、多级流水线技术与在片调试技术。系统的实时处理能力、可靠性和网络通信能力大大增强。

??????? 现代汽车电子系统从单一控制逐渐发展到多变量多任务协调控制,软件越来越庞大,越来越复杂,使得嵌入式系统需要寻找新的软件解决方案。图1(b)描述了汽车嵌入式SoC系统软件的典型结构。它采用基于标准化接口和通讯协议的模块化软件设计,系统内部通讯由交互层直接完成,保障应用程序间的信息传送。网络层拥有数据流处理能力,是不同系统层面间信息交换的中间接口,能最大程度地整合系统资源。嵌入式实时操作系统摒弃了传统操作系统的前后台模式,使用总线驱动层和硬件抽象层管理I/O端口,合理分配CPU资源,采用基于优先级的事件管理策略,通过API(应用程序接口)调用应用程序,根据邮箱、消息队列和信号量机制综合管理中断、系统行为和任务。

??????? 2.3 常用的SoC系统平台

??????? 为适应汽车电子系统的发展潮流,各国的半异体和软件制造商纷纷推出相应的嵌入式SoC产品。

??????? 著名的SoC硬件平台包括:Intel公司的StrongArm核心处理器,拥有32位RISC数据总线、512KB的FLASH、256KB的SRAM和16位THUMB指令集,支持在片调试、三级流水线技术和LCD控制;Motorola公司的Dragonball核心处理器,它是32位RISC处理器,拥有16.85MHz时钟频率和2.7MIPS的处理速度,无缝集成SRAM、EPROM、FLASH、LCD控制器和PWM输出,支持16位端口DRAM;NEC公司的VR核心处理器,它是64位RISC芯片,拥有300MHz时钟和603MIPS的处理程度,集成统一的L2高速缓冲存储器、DRAM控制器、PCI-X网桥和10/100MAC设备。著名的SoC软件平台即实时操作系统包括“QNX公司的QNX、Wind River公司的Vxworks和Integrated System公司的PSOSystem。它们都是实时、微核、基于优先级、消息传递、抢占式多任务、多用户分布式网络操作系统,拥有模块化结构,内核运行高速稳定,通信能力和扩展裁剪能力很强。


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泛计算? 嵌入式系统? 汽车电子SoC?

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