汽车电子控制器硬件抽象与软件开发

论文摘要

汽车电子控制系统是汽车车身控制、底盘控制和动力控制的关键核心。而软件技术是汽车电子的核心技术,随着汽车电控系统功能日趋丰富和结构日趋复杂,汽车电子所涉及的软件设计工作量和软件结构复杂性也越来越大,如何能够在多种硬件上复用底层软件,减小人力成本,提高可靠性,成了目前备受关注的问题。本文以汽车电子基础软件平台体系规范为基础,通过对国内外相关技术和标准的充分研究,以及汽车电子控制系统硬件平台的详细调研,研究汽车电子硬件抽象的关键技术,设计开发汽车电子基础软件平台中的硬件驱动软件模块,并实现对电子控制单元(ECU)和微控制器外部设备的抽象,为汽车电子基础软件平台中其他相关的软件组件,如嵌入式实时操作系统与系统服务、存储服务、通信服务等各种服务及管理组件(包括驱动自身的管理组件)提供支持和功能调用、以及系统的引导启动、系统软件加载等支撑服务。其中主要介绍了I/O设备硬件驱动和I/O设备硬件抽象的设计实现方法,以及CAN设备驱动和CAN设备硬件抽象的设计。并在9S12XEP100的芯片平台上验证了I/O设备硬件抽象和CAN设备硬件抽象。本课题的研究成果有效地屏蔽底层硬件的多样性,上层操作系统和各类服务不再直接面对具体的硬件环境,使硬件系统与软件系统得到很好的分离,大大提高了移植性和重用性。课题成果将应用于国内自主品牌汽车,提供与硬件驱动及抽象软件相关的向产业化平台移植、集成及相关的技术支持服务。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 研究内容与论文结构
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 论文组织结构
• 第二章 核心技术分析
• 2.1 AutoSar 标准简介和分层结构
• 2.1.1 AutoSar 标准简介
• 2.1.2 AutoSar 软件的组成与分层
• 2.2 CAN 协议简介
• 2.2.1 CAN 简介
• 2.2.2 CAN 的特点
• 2.2.3 CAN 协议的基本概念
• 2.3 集成开发环境介绍
• 第三章 总体设计
• 3.1 软件体系结构和设计原理
• 3.1.1 板载设备抽象和微控制器驱动层
• 3.1.1.1 看门狗接口模块
• 3.1.1.2 微制器驱动层
• 3.1.2 存储器硬件抽象层和存储器驱动层
• 3.1.2.1 存储器硬件抽象
• 3.1.2.2 存储器驱动层
• 3.1.3 通信硬件抽象和通信驱动
• 3.1.3.1 通信硬件抽象
• 3.1.3.2 通信驱动
• 3.1.4 I/O 硬件抽象层和I/O 驱动层
• 3.1.4.1 I/O 硬件抽象层
• 3.1.4.2 I/O 驱动层
• 3.2 系统状态和模式
• 3.3 系统空间和时间分配
• 3.4 系统运行说明
• 3.5 系统数据结构和接口设计
• 3.5.1 系统数据结构
• 3.5.1.1 数据类型定义
• 3.5.1.2 符号定义
• 3.5.1.3 版本信息类型
• 3.5.2 外部接口
• 第四章 I/O 设备驱动和硬件抽象
• 4.1 I/O 设备驱动
• 4.1.1 ADC 模块结构
• 4.1.1.1 模块在总体软件结构中的位置
• 4.1.1.2 模块功能划分
• 4.1.1.3 代码结构关系
• 4.1.2 ADC 数据结构
• 4.1.2.1 配置数据结构
• 4.1.2.2 模块内关键数据变量
• 4.1.3 ADC 模块详细设计
• 4.1.3.1 模块设计原理描述
• 4.1.3.2 与其它模块的依赖关系
• 4.1.4 错误处理
• 4.2 I/O 硬件抽象
• 4.2.1 模块结构
• 4.2.1.1 模块在总体软件结构中的位置
• 4.2.1.2 模块功能划分
• 4.2.1.3 代码结构关系
• 4.2.2 数据结构
• 4.2.2.1 配置数据结构
• 4.2.3 模块详细设计
• 4.2.3.1 模块设计原理描述
• 4.2.3.2 与其它模块的依赖关系
• 第五章 CAN 设备驱动和硬件抽象
• 5.1 CAN 设备驱动
• 5.1.1 模块结构
• 5.1.1.1 模块在总体软件结构中的位置
• 5.1.1.2 模块功能划分
• 5.1.1.3 代码结构关系
• 5.1.2 数据结构
• 5.1.2.1 配置数据结构
• 5.1.2.2 运行时结构
• 5.1.2.3 全局变量
• 5.1.2.4 模块内关键数据变量
• 5.1.3 模块详细设计
• 5.1.3.1 模块设计原理描述
• 5.1.3.2 与其它模块的依赖关系
• 5.1.4 错误处理
• 5.2 CAN 设备硬件抽象
• 5.2.1 模块结构
• 5.2.1.1 模块在总体软件结构中的位置
• 5.2.1.2 模块功能划分
• 5.2.1.3 代码结构关系
• 5.2.2 数据结构
• 5.2.2.1 配置数据结构
• 5.2.2.2 运行时结构
• 5.2.2.3 全局变量
• 5.2.2.4 模块内关键数据变量
• 5.2.3 模块详细设计
• 5.2.3.1 模块设计原理描述
• 5.2.3.2 与其它模块的依赖关系
• 5.2.4 错误处理
• 第六章 软件测试
• 6.1 测试方案
• 6.2 测试环境
• 6.3 测试案例
• 6.3.1 ADC 软件的验证
• 6.3.2 CAN 软件的验证
• 第七章 总结与展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献