式微内核，即实时超微内核。超微内核是种非常紧凑基本内核代码层，为嵌入式应用提供了可抢占快而确定实时服务。在它基础上，可以灵活地构造各种类型与现成系统兼容可伸缩嵌入式实时操作系统。因此，能满足应用代码可重用性和可扩展性需求。丌发环境向丌放性集成化方向发展。由于嵌入式应用软件特殊性，往往要求应用程序设计者具存定实时操作系统专门知识，能合理地划分任务合理地配置系统以及目标联机调试。因此，要设计实现个高性能实时应用软件，需要强有力交叉玎发工具系统支持。国外十分重视发展与实时操作系统配合嵌入式应用集成开发环境，现已发展至第三代，它以客户服务器系统结构为基础，具有运行系统无关性连接无关性开放软件接口与嵌入式实时操作系统，与丌发工具，与目标环境接口环境致性宿主机上目标仿真特点。嵌入式实时操作系统及其应用开发环境丁在向开放集成化方向发展。重庆邮电大学硕士论文第章绪论基，允许论文被查阅和借阕。本人授权重麽整直太堂可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。保密学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名叠忘签字日期己年多月参日导师签名房触固签字日期知乃年月彦曰重庆邮电大学硕士论文第章绪论第章绪论课题研究背景及意义汽车电子发展趋势汽车工业电子化是现代汽车发展重要标志之。目前每辆汽车采用电子装置情况已成为衡量汽车档次高低主要标准。未来汽车市场竞争是汽车电子化竞争。八十年代以来，国外应用计算机技术和微电子技术推出了具有多种检测和控制功能汽车电子系统，使汽车性能和质量得到很大提高，并且还解决了汽车环保生态问题。使用这些电子控制装置后，明显地改善了汽车动力性可靠性安定性舒适性便利性和经济燃油性。汽车电子工业是个潜力巨大产业。据美国通用汽车公司报道，至八十年代未，美国平均每辆汽车装备电子产品价值美元，若按此水平对我国年轿车所装汽车电子装备进行计算，则年需亿元人民币电子产品装备。目前国外汽车电子系统在汽车价格中所占比例已达，而且这比例还在不断扩大。伴随着全球汽车市场飞速发展，汽车电子产业在中国也进入到个跳跃式增长期。汽车工业将成为我国经济支柱产业。近几年中国汽车电子产业年增长率超过，成为拉动汽车工业发展重要因素，人们普遍看好汽车产业和电子信息产业结合将为汽车制造业带来新增值空闻。汽车电子产品可以分为两类类是车载汽车电子装置，例如汽车音响等，它们和汽车本身性能无直接关系，属于汽车附加值都分另类是汽车电子控制系统，例如电子燃油喷射系统制动防抱死控制系统电子控制悬架系统等，它们直接影响着汽车性能。就车载汽车电子装置而言，目前国内有较好开发基础，今后关键是控制成本，提高质量，增强全球市场竞争力。而汽车电子控制系统具有投资较大开发周期长技术难度大等特点，虽然中国已有些企业从事技术研发，但还没有形成产业化，因此这行业还没有发展起来。特别是如今市场上面对都是国外实力强大跨国汽车电子公司，加上国内电子行业对汽车电子控制系统所知有限，先天不足加上后天“营养”不足，这些都会影响国内汽车电子产业化进程。重庆邮电大学硕士论文第章绪论汽车电子嵌入式软件技术发展趋势随着全球汽车行业竞争加剧，汽车电子产品和软件市场已经成为国际汽车巨头开展竞争新战场而同时随着汽车电子系统复杂度提高，以往个企业单打独斗“垂直综合型”产品丌发模式己经很难满足复杂丌发任务和成本目标需要。在丌发和管理与应用不相关控制单元软件时，尤其像车用嵌入式操作系统内核等软件，存在重复巨额开销。因为不同接口和协议，不同厂商生产控制单元没有兼容性。为缩短开发周期，提高丌发效率，当今汽车电子行业正通过增强国际问合作，分享汽车电子领域技术积累，从“垂直综合型”产品丌发模式向“水平分业型”产品开发模式转变。从技术角度看，汽车电子嵌入式软件技术主要发展趋势包括以下几点实现分离控制算法由领域专家设计，软件丌发人员柬实现。从而保证控制算法专业性和软件实现高效性。应用与平台相独立可以满足多种汽车电子控制单元应用丌发需求，减少重复工作，缩短丌发周期，提高效率和可靠性。系统设计模型化降低嵌入式软件开发复杂度，提高软件可维护性和扩展性。系统实现自动化在以模型为中心软件设计基础上，自动生成系统代码系统文档以及测试案例，成为加快汽车电子软件开发进程最佳选择。基于验证可靠性保障在系统设计每个阶段都能对系统设计进行验证，保证了系统设计完备性，是对系统进行仿真和测试基础。系统架构标准化将汽车电子软件架构标准化，提高汽车电子软件复用性和可移植性。本课题研究意义为了满足臼益庞大复杂汽车电子控制软件开发需要，实现应用软件可移植性和不同厂商控制模块日可兼容性。年月，由德国大学协调，联合和等汽车制造商共同合作“德文，译文大意为用于汽车电子带有接丌放式系统，简称”项目。与此同时，在法国，和开发了个类似系统，该系统被称为“简称”。年，这两个项目合并，年后标准简称标准问世，旨在为汽车上分布控制重庆邮电大学硕士论文第章绪论单元提供个丌放结构工业标准“。标准从实时操作系统软件接口通信和网络管理等方面对汽车电子控制软件丌发平台作了较为全面定义与规定。目前，该标准已成为汽车电子行业实事上国际标准。嵌入式实时操作系统是嵌入式系统基础和丌发平台。研究与开发遵循标准嵌入式实时操作系统对提升汽车电子领域嵌入式软件自主开发能力，大大缩短汽车电子产品开发周期，提高汽车电子产品软件代码重用率，节省汽车电子产品开发成本，提高产品性价比均有较大意义。研究课题国内外发展现状及问题。嵌入式实时操作系统发展概况近年来，嵌入式实时操作系统得到飞速发展，从支持位微处理器到位位甚至位从支持单品种微处理器芯片到支持多品种微处理器芯片从只有实时内核到除了内核外，还提供其他功能模块，如高速文件系统网络系统系统等呻。目前，嵌入式实时操作系统及其应用丌发环境发展动向是嵌入式实时操作系统证向实时超微内核方向发展。近几年来，国外发展了种基于微内核思想设计精巧嵌入式微内核，即实时超微内核。超微内核是种非常紧凑基本内核代码层，为嵌入式应用提供了可抢占快而确定实时服务。在它基础上，可以灵活地构造各种类型与现成系统兼容可伸缩嵌入式实时操作系统。因此，能满足应用代码可重用性和可扩展性需求。丌发环境向丌放性集成化方向发展。由于嵌入式应用软件特殊性，往往要求应用程序设计者具存定实时操作系统专门知识，能合理地划分任务合理地配置系统以及目标联机调试。因此，要设计实现个高性能实时应用软件，需要强有力交叉玎发工具系统支持。国外十分重视发展与实时操作系统配合嵌入式应用集成开发环境，现已发展至第三代，它以客户服务器系统结构为基础，具有运行系统无关性连接无关性开放软件接口与嵌入式实时操作系统，与丌发工具，与目标环境接口环境致性宿主机上目标仿真特点。嵌入式实时操作系统及其应用开发环境丁在向开放集成化方向发展。重庆邮电大学硕士论文第章绪论基过运用了以下系统服务完成了算法实现调用了和完成任务管理，并调用任务调度程序进行任务调度。很多任务中都用到了延时，由于系统并未提供之类系统调用，在实现中利用系统提供计时器报警事件处理机制来完成。先调用设置延时时间，然后调用等待延时到期。当延时到期时，通过调用服务为处于等待态任务设置使该任务重新就绪，这样精确延时等待就可实现了。采用了资源管理方式实现任务同步。调用了和务。任务间数据传递使用消息处理机制。调用了和服务。由上可知，控制算法实现用到了系统提供任务管理和调度事件处理机制资源管理报警机制和消息处理机制等主要服务，并在实现中采用中断方式采集实时数据，应用了系统提供中断管理服务并且控制系统运行对可靠性实时性均有较高要求。则基于系统上开发控制系统应用效果对操作系统内核本身功能和性能起到定检验作用。控制系统编译控制系统主要包括以下几个部分控制算法程序系统系统配置文件，由于控制算法程序中调用了任务消息事件计时器报警等对象，需将以上对象属性和之间关系在配置文件中进行配置。为方便用户配置，用户只需通过配置工具生成构造文件，然后配置工具根据构造文件自动生成符合标准系统配置文件。由于配置工具尚未自主研发。在应用中采用了公司提供完全支持标准工具。系统编译环境为重庆邮电人学硕士论文第五章系统测试及应用公司提供平台。控制系统编译流程如图所示图控制系统编译流程，基于仿真平台测试图面向汽车电子嵌入式开发平台结构图图是实验室开发面向汽车电子嵌入式开发平台结构示意图，在仿真监测上运行是整个平台软件，将编译后控制系统可执行文件参见本文下载到中，启动硬件在回路仿真器上车辆模型仿真程序，它通过卡与相连，发出轮速信号和接收电磁阀控制信号，这样就组成个闭环控制系统。而此时仿真监测就负责从硬件在回路仿真器接收信息并显重庆邮电大学硕士论文第五章系统测试及应用示分析。图为控制系统在仿真平台中测出组车速轮速变化曲线图。由图可见，轮速直随车速上下振荡，这样充分利用地面磨擦力来降低车速而又不发生轮抱死，取得了预期控制整体效果。经过长时间测试，系统运行稳定。图,车速轮速曲线图由于控制系统调用了系统各主要服务，使系统各主要服务功能实现在应用中得到进步验证。同时由于控制系统对实时性可靠性要求较高。则系统本身实时性和可靠性在应用中得到较好验证。进步应用下步计划将系统进步应用在发动机电喷控制系统等汽车电子控制系统以及汽车仪表系统中。从而使以上系统遵循标准，便于移植，并降低系统开发周期，增强系统稳定性。重庆邮电大学硕士论文第六章结论及未来工作结论第六章结论和未来工作本文首先介绍了标准，并阐述了基于标准嵌入式实时操作系统设计与实现。最后对系统功能和性能进行了测试，并对其实际应用进行了描述。在系统设计中，充分考虑了内核本身可移植性，采用了硬件无关部分与硬件相关部分完全独立体系结构。完成了任务管理和调度事件处理机制资源管理消息处理机制和报警机制等与硬件无关部分实现，以及中断服务程序和中断管理等与硬件相关部分实现。并分析了为满足系统可稳定运行在硬件资源有限环境下，采用优化堆栈空间分配机制。通过系统功能测试，表明系统基本完成了遵循标准符合类和标准中内部通信部分功能实现。通过系统在可靠性实时性移植性占有空间可配置性和扩展性方面性能测试和在控制系统中实际应用表明系统具有较好可靠性。系统任务切换时间较小，有较好实时性。系统已完成从位到位芯片移植，具有很好移植性。系统占用空间小于，满足硬件要求苛刻环境。配置灵活，扩展性强。未来工作我们接下来工作，需在以下几方面进行研究系统内核依然存在些问题，比如在设计编码以及临界区操作方面存在定程度不合理，需要通过对内核代码审查和重新设计不合理部分来实现系统功能和性能提升。系统出错处理功能仍需完善，需充分考虑系统高可靠性要求。目前系统测试平台方法和指标均有较大局限性，需有较大改进。并结合系统在实际领域应用和性能评测中得到更多需求反馈重庆邮电大学硕士论文第六章结论及未来工作来继续完善其功能和内核代码设