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(多图) OSEK/VDX标准与车控电子产品开发

浙江大学 李秀梅 杨国青?? 2010年12月01日 ?? 收藏0

  1? 简介

  汽车工业是技术密集、资金密集、综合性强、附加值高、经济效益好的产业。汽车工业的水平与规模是一个国家综合国力的体现。据统计,2002年,中国汽车的生产量为325万辆;2003年1至8月,国内汽车产量272.8万辆,同比增长36%;轿车销售量占国内汽车销售量的42.5%。我国已成为世界第五大汽车生产国。

  汽车电子化是现代汽车发展的重要标志之一。目前世界每辆汽车采用电子装置的情况已成为衡量这部汽车水平高低的主要标志。国外汽车电子系统在汽车价格中所占比例已达 30%以上(我国目前仅为10%以内),而且这一比例还在不断扩大。为了加强市场竞争能力,国外广泛采用 16~32位微处理器,以及广泛采用更先进的传感器,使汽车的功能从对汽车自身的控制管理扩大到“汽车-人-环境”这样一个大系统的信息获取、处理和控制。与国外相比,我国的汽车电子工业起点低,技术装备水平较低,没有掌握核心技术。伴随着我国汽车需求的强劲增长,我们应抓住国外汽车生成基地向我国转移的机遇,大力发展自主产权的汽车电子控制技术,促进我国汽车电子控制产品开发水平升级。

  2? 汽车电子产品的分类及嵌入式技术应用

  按照对汽车行驶性能作用的影响划分,可以把汽车电子产品归纳为两类。一类是车控电子——汽车电子控制装置。汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用,即所谓“机电结合”的汽车电子装置。它们包括发动机、底盘、车身电子控制,例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等。另一类是车载电子——车载汽车电子装置。车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置,与汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统(行车电脑)、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。

  汽车电子的技术基础是嵌入式技术。在过去的几十年里,嵌入式技术发展迅速。随着后PC时代的来临,计算广泛的嵌入到应用中去,嵌入式系统将成为未来计算的主要存在方式。应用的牵引和计算环境的变迁推动了嵌入式技术的发展。嵌入式技术与行业的结合又带动了行业的发展。汽车的电子化、信息化是嵌入式技术在汽车行业的应用。

  车控电子产品是一个个分布在汽车上的电子控制单元(ECU)、智能传感器(Smart Sensor)等功能单元器件。这些器件通过总线连接在一起组成一个子系统。它们可以以适合自己的协议,如Lin、J1939等进行通信。不同的子系统也通过总线组成更大的网络。其中智能传感器(Smart Sensor)是一个以工业现场总线为基础,以CPU为处理核心,以数字通信为变送方式的传感器和变送器的统一体。与传统的Sensor相比,Smart Sensor增加了数字通信功能,面向网络,具有联网功能。

  3? 车控电子产品系统平台——OSEK/VDX

  为了满足日益庞大复杂的汽车电子控制软件的开发需要,实现应用软件的可移植性和不同厂商的控制模块间的可兼容性。1993年,德国汽车工业界联合推出了汽车电子的开放式系统及接口——OSEK/VDX(Open Systems and the Corresponding Interfaces For Automotive Electronics)规范,旨在为汽车上的分布控制单元提供一个开放结构的工业标准。OSEK/VDX 规范从实时操作系统RTOS(RealTime Operating System)、软件接口、通信和网络管理等方面对汽车的电子控制软件开发平台作了较为全面的定义与规定。

  它所提出的一整套解决方案是未来汽车电子软件开发的发展方向。目前,一些公司推出了符合OSEK/VDX规范的操作系统并得到了OSEK /VDX委员会的认证,如 OSEK Works、OSEKOS、OSEKTurbo等。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通信规范(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图1所示。

兼容OSEK/VDX规范的操作系统应用架构
图1? 兼容OSEK/VDX规范的操作系统应用架构


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