基于量子框架的汽车电控系统软件总线研究

论文摘要

汽车电子控制技术在汽车领域已经有越来越广泛的应用,极大的改善了汽车的性能,是汽车制造技术的重大变革。随着车内电子控制系统的日趋复杂,以软件为载体的控制技术逐渐暴露出许多问题,如可靠性低,可维护性差,开放性不足等。软件的标准化已经成为汽车电子技术发展的必然趋势,本文就是在这个背景下提出了一种软件总线的实现方案,以改善电控系统软件所面临的诸多问题。本文首先简要介绍了一下课题的背景、来源以及主要研究内容和研究意义,对汽车电控系统的软件发展现状做了相应的阐述。然后,提出了一种基于量子框架的软件总线实现方案,并选择了一个典型的硬件平台,具体说明了这个方案的建立过程,最后将软件总线应用在重汽AMT系统上,介绍了应用软件的开发过程。本文重点是软件总线的实现和在AMT系统上的应用两部分。我们提出的软件总线方案的实现过程是:首先将实时操作系统（u/COS-Ⅱ）移植到硬件平台上处理器（TMS320LF2407A）上,然后将量子框架相关的功能部分根据操作系统进行移植和配置,就可以搭建一个软件总线。另外,也可以选用量子内核取代操作系统搭建总线;基于软件总线的应用开发就是将应用程序划分为不同的活动对象,每个活动对象封装一定的功能,并用状态机进行描述。然后编码实现每个状态机,使它们在软件总线的管理下协调运行,从而实现了应用程序的整个功能。在AMT系统中,可以将整个系统的功能划分为四个活动对象:信息采集活动对象负责实时跟踪车辆的当前状态;工作模式活动对象反映了当前车辆的运行模式,并适时发送开始换挡指令;换挡执行活动对象根据控制指令完成相应的换档动作;车况显示模块实时显示车辆当前的模式和档位信息,以方便驾驶员操作。软件总线在其中的作用是作为信号传送的中枢,并提供定时,事件队列,任务调度等服务,驱动活动对象协调有序的执行。采用软件总线对电控系统进行应用软件开发,提高了开发效率,改善了软件的可靠性、可维护性和开放性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题目的及研究意义
• 1.3 课题国内外研究现状
• 1.3.1 OSEK/VDX简介
• 1.3.2 AutoSAR简介
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 基于量子框架的汽车电控系统软件总线架构
• 2.1 软件总线简介
• 2.2 汽车电控系统软件总线设计
• 2.2.1 汽车电控系统软件开发面临的问题
• 2.2.2 基于量子框架的软件总线设计
• 2.3 软件总线核心组成—量子平台
• 2.3.1 量子事件处理器
• 2.3.2 量子框架
• 2.3.3 量子侦察机
• 2.3.4 实时操作系统
• 2.4 应用层基本功能模块化设计
• 2.4.1 状态与状态机
• 2.4.2 基本功能模块化设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 汽车电控系统软件总线的实现
• 3.1 典型硬件平台选择
• 3.2 实时uC/OS-Ⅱ系统在TMS320LF2407ADSP上的移植
• 3.2.1 系统移植过程
• 3.2.2 系统的配置
• 3.2.3 测试移植代码
• 3.3 量子平台的移植
• 3.3.1 量子事件处理器的移植
• 3.3.2 量子框架在uC/OS-Ⅱ系统上的移植
• 3.3.3 量子内核的移植
• 3.4 本章小结
• 第4章 应用层基本功能的标准化
• 4.1 应用层软件架构
• 4.2 基于状态机的标准化设计方法
• 4.2.1 状态机的表达
• 4.2.2 状态机的设计原则
• 4.2.3 状态机的传统实现方案
• 4.3 ADC模块状态机的设计与QEP实现
• 4.3.1 ADC模块的状态机设计
• 4.3.2 ADC状态机的QEP实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 软件总线在重汽AMT系统上的应用
• 5.1 重汽AMT系统简介
• 5.1.1 AMT系统的工作原理
• 5.1.2 AMT系统的核心组成
• 5.2 基于软件总线的应用开发
• 5.2.1 活动对象的基本结构
• 5.2.2 活动对象的事件队列
• 5.2.3 活动对象间的事件传送
• 5.3 重汽AMT系统应用程序设计
• 5.3.1 信息采集活动对象
• 5.3.2 工作模式活动对象
• 5.3.3 换挡执行活动对象
• 5.3.4 车况显示活动对象
• 5.3.5 各活动对象之间的交互
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表