驾驶者信息系统中人机接口的设计与实现

论文摘要

驾驶者信息系统是驾驶员与汽车进行信息交流的重要窗口。近年来随着电子技术的飞速发展，消费者对驾驶者信息系统的要求越来越高。本文以汽车电子中驾驶者信息系统产品开发为背景，分析了当前汽车电子产品设计所面临的各种挑战，特别是消费电子对汽车电子的推动和激励，使得与消费者直接面对的驾驶者信息系统的开发更具复杂性、多变性，由此结合企业产品战略和发展需要，提出了开发一个人机接口图形界面软件开发平台的构想，基于这个构想，本文主要完成了以下几方面的工作：分析了驾驶者信息系统产品的发展趋势，对其未来几年的发展方向提出了设想；分别针对企业产品战略和发展的需要和消费者对驾驶者信息系统的期望两个方面，对驾驶者信息系统产品的开发分析了需求，接着分析了人机接口软件开发平台主要的功能需求和性能需求；通过分析比较两种不同的人机接口技术实现方案的优点和缺点，选择了采用可编程逻辑阵列FPGA的技术实现方案，并对这个方案实现的可行性做了分析；针对FPGA技术的硬件实现提出了详细设计方案；针对人机接口图形界面设计的需要，提出了相应的系统和软件解决方案；对软件设计原则作出了要求，然后从整体软件架构各部分的软件构件提出了详细设计方案；对系统软件的运行时管理分析并提出了任务管理的解决方案；针对软件单元测试和集成测试，分别采用了白盒和黑盒测试两种策，对开发出的软件的不同方面做了全面测试；最后，结合一个应用实例，介绍了利用这个软件开发平台进行应用开发的流程，即：使用EB Guide建模、仿真，到生成代码，再整合到系统的软件开发平台中，编译生成目标代码的过程，并最终成功地在目标硬件系统中运行，得到了预期的人机交互界面。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 汽车电子的发展背景
• 1.2 汽车电子发展面临的挑战
• 1.3 国内外研究现状和发展态势
• 1.4 本课题的研究意义和应用价值
• 1.5 主要研究目标和内容
• 1.6 本论文结构
• 第二章 相关理论与技术
• 2.1 驾驶者信息系统综述
• 2.2 人机接口技术（HMI）
• 2.3 相关的软件理论基础
• 2.3.1 软件生命周期
• 2.3.2 软件开发 V 模型
• 2.3.3 软件代码重用
• 2.4 FPGA 相关技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统需求分析
• 3.1 企业内部需求
• 3.1.1 企业基本情况
• 3.1.2 消费者对驾驶者信息系统的期望
• 3.1.3 企业对驾驶者信息系统产品发展需求
• 3.2 驾驶者信息系统人机接口软件开发平台主要功能需求
• 3.3 图形平台性能需求
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统开发方案分析与选择
• 4.1 系统方案
• 4.1.1 系统方案分析
• 4.1.2 系统方案选择
• 4.1.3 系统的工作过程
• 4.2 软件开发环境及工具选择
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统设计与实现
• 5.1 系统图形处理功能的实现
• 5.1.1 图形处理功能的实现方式
• 5.1.2 多图层处理渲染的实现机理
• 5.2 系统软件设计的原则
• 5.3 系统软件构架设计
• 5.3.1 软件构架及分层设计
• 5.3.2 模型-控制器-视图 MCV
• 5.3.3 任务树
• 5.4 系统软件层与构件设计
• 5.4.1 SWC Layer 软件应用层
• 5.4.2 MCAL 微处理器抽象层
• 5.4.3 HWAL 硬件抽象层
• 5.4.4 LIB 库
• 5.4.5 SRV 服务层
• 5.5 IPC 通讯
• 5.5.1 IPC 通讯机制
• 5.5.2 IPC 通讯软件构件设计
• 5.5.3 IPC 通讯模式转换
• 5.6 系统软件运行时管理
• 5.6.1 软件初始化过程
• 5.6.2 软件任务调度管理
• 5.6.3 运行模式管理
• 5.7 本章小结
• 第六章 软件开发平台系统的测试与应用
• 6.1 系统软件测试策略
• 6.2 系统软件单元测试
• 6.3 系统软件集成测试
• 6.3.1 图形特性测试
• 6.3.2 IPC 通讯测试
• 6.3.3 显示屏亮度调节功能测试
• 6.3.4 处理器负载率测试
• 6.3.5 系统时间性能测试
• 6.4 软件开发平台的应用测试
• 6.4.1 创建视图
• 6.4.2 创建状态图
• 6.4.3 人机交互界面仿真
• 6.4.4 代码自动生成
• 6.4.5 代码整合
• 6.4.6 资源整合
• 6.4.7 系统编译
• 6.4.8 目标系统编程
• 6.4.9 运行结果
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 对未来的展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得成果