新特性需要更多灵活的带有大型嵌入式软部件的ECU。遥测和车内娱乐需要无线连接、全球定位、数字无线电的互联网接入的综合,随时可以进行免提的语音控制。
定量评估
在定义软硬件系统和准备深入开发前,需要对网络和ECU内部的可能结构进行定量分析和评估。
传统的开发汽车嵌入式软件方法是构建重现全部或部分ECU以及它的外部电路的硬件板,通常称为工厂模型。往往不太可能由一种设置执行所有测量控制工程网版权所有,故需要很多工作台设置。
对功能最强的ECU的性能要求是不必再使用昂贵的试验板进行测量,对ECU内部作有限的测试即可避免硬件排错。因为硬件不
会产生错误消息,简单的错误,例如没有起始化的寄存器都要在花很长时间后才能被发现。在一个硬件原型机上对软件排错,即使有在线仿真器也是困难和很费时的。
嵌入式系统必须足够快速去运行大容量的软件,包括实时操作系统(RTOS)和网络协议栈在内。
图1 改变传统方法成为使用定量分析的结构方法 测量方法的综合 工作台测试还有其它方法,基于主机的方法是“写入一次/移动两次”,亦即软件先在带有模拟器的测试架构的主机PC内开发,然后移到ECU。这种方法在汽车环境内可能失败,因为出现硬实时性对软件的限制CONTROL ENGINEERING China版权所有,而不能从PC的执行去预测实际的性能。 ISS方法使用处理器的函数模型,模型通常由处理器供应商提供。问题出在有时候模型与处理器的周期—周期特性不匹配。速度又是另一问题,因为ISS太慢,典型值是100~500kIPS(0.1~0.5MIPS),不能运行实际应用的大型软件,而成为每日编辑—编译—排错循环的一部分。 新的方法使软件开发人员构建系统级的ECU模型,或者ECU的虚拟平台(或者网络化的ECU子系统),在最后综合阶段之前全部软件在模型上开发,然后移植到真正的ECU硬件。 虚拟平台 VaS Systems公司的VaST虚拟平台技术可在市售PC上模拟200MIPS的嵌入式处理器。因为处理器模型的周期—周期是精确的,工程师能够测量与硬件全部的交互动作,并对软件和软硬件接口进行详细的性能测量。 虚拟平台对ECU内部完全透明控制工程网版权所有,比硬件基的排错环境好得多。以下是客户的设计实例: 一个ECU平台构成汽车越野检测器的核心,平台采用旋转加速度计的模拟信号作为输入。如果车辆开始滚动,则对信号作数学运算求得车辆的角速度和位置。当车辆滚动太快时,气囊立即启动,而车辆滚动较慢时,气囊的启动就推迟。 外设的作用 平台由于有许多外设而变得复杂,外设包括时钟发生器、存储器、定时器和中断控制器,还有上述的加速度计和气囊释放器接口。 处理器由“计算机正确运行”看门狗定时器监视,如果定时器暂停工作,表示处理器进入不希望的循环时,它会断然启动复位线。“低压禁止”外设监视电源电压,防止在电池损坏或引擎启动阶段释放气囊。实时操作保证看门狗定时器永不停顿,使启动时动作顺序执行。 使用虚拟平台方法www.cechina.cn,工程师将RTOS和全部外设驱动器综合起来,然后测试气囊释放算法,与过去使用的工厂模型法相比,估计可节省六个月时间。 虚拟系统模拟 系统结构同样能够实现许多高级模拟控制工程网版权所有,采用MATLAB、UML、SystemsC、高级C或C++模型的语言的数学或格式来表示抽象规范。只要基本特性正确,分析软件可将功能分配到多个ECU内,考察划分到各ECU和互连网络的性能需求。每个ECU可用处