虛擬平臺(tái)的汽車驅(qū)動(dòng)模擬
2004年6月A版
汽車的復(fù)雜電子系統(tǒng)安裝大量通過時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的多功能ECU(電子控制單元)作內(nèi)部通信的控制軟件,許多汽車控制系統(tǒng)用ECU實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)層通信的單項(xiàng)功能。時(shí)尚的高級(jí)轎車有多達(dá)90個(gè)ECU,全部連網(wǎng)需要的電線束重量會(huì)超過50公斤,為了減少電線重量,ECU應(yīng)該置放在靠近它的控制地點(diǎn)。
新特性需要更多靈活的帶有大型嵌入式軟部件的ECU。遙測(cè)和車內(nèi)娛樂需要無線連接、全球定位、數(shù)字無線電的互聯(lián)網(wǎng)接入的綜合,隨時(shí)可以進(jìn)行免提的語音控制。
定量評(píng)估
在定義軟硬件系統(tǒng)和準(zhǔn)備深入開發(fā)前,需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)和ECU內(nèi)部的可能結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析和評(píng)估。
傳統(tǒng)的開發(fā)汽車嵌入式軟件方法是構(gòu)建重現(xiàn)全部或部分ECU以及它的外部電路的硬件板,通常稱為工廠模型。往往不太可能由一種設(shè)置執(zhí)行所有測(cè)量,故需要很多工作臺(tái)設(shè)置。
對(duì)功能最強(qiáng)的ECU的性能要求是不必再使用昂貴的試驗(yàn)板進(jìn)行測(cè)量,對(duì)ECU內(nèi)部作有限的測(cè)試即可避免硬件排錯(cuò)。因?yàn)橛布粫?huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤消息,簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤,例如沒有起始化的寄存器都要在花很長(zhǎng)時(shí)間后才能被發(fā)現(xiàn)。在一個(gè)硬件原型機(jī)上對(duì)軟件排錯(cuò),即使有在線仿真器也是困難和很費(fèi)時(shí)的。
嵌入式系統(tǒng)必須足夠快速去運(yùn)行大容量的軟件,包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧在內(nèi)。
測(cè)量方法的綜合
工作臺(tái)測(cè)試還有其它方法,基于主機(jī)的方法是“寫入一次/移動(dòng)兩次”,亦即軟件先在帶有模擬器的測(cè)試架構(gòu)的主機(jī)PC內(nèi)開發(fā),然后移到ECU。這種方法在汽車環(huán)境內(nèi)可能失敗,因?yàn)槌霈F(xiàn)硬實(shí)時(shí)性對(duì)軟件的限制,而不能從PC的執(zhí)行去預(yù)測(cè)實(shí)際的性能。
ISS方法使用處理器的函數(shù)模型,模型通常由處理器供應(yīng)商提供。問題出在有時(shí)候模型與處理器的周期—周期特性不匹配。速度又是另一問題,因?yàn)镮SS太慢,典型值是100~500kIPS(0.1~0.5MIPS),不能運(yùn)行實(shí)際應(yīng)用的大型軟件,而成為每日編輯—編譯—排錯(cuò)循環(huán)的一部分。
新的方法使軟件開發(fā)人員構(gòu)建系統(tǒng)級(jí)的ECU模型,或者ECU的虛擬平臺(tái)(或者網(wǎng)絡(luò)化的ECU子系統(tǒng)),在最后綜合階段之前全部軟件在模型上開發(fā),然后移植到真正的ECU硬件。
