基于Simulink的OSEK嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法
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引 言
現(xiàn)在V型開(kāi)發(fā)模式已成為使用最廣的汽車(chē)軟件開(kāi)發(fā)流程標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)流程得到許多工具的支撐，有來(lái)自Mathworks的工具，如用于功能開(kāi)發(fā)和仿真的Matlab／Simulink／Stateflow，用于自動(dòng)代碼生成的Real—TimeWorkshop，以及來(lái)自dSpace的工具。硬件有用于快速控制原型開(kāi)發(fā)的AutoBox和用于硬件在環(huán)測(cè)試的模塊，軟件有產(chǎn)品級(jí)代碼生成器TargetLink。它們?cè)诩涌扉_(kāi)發(fā)周期的同時(shí)，也提高了代碼的可靠性。
平臺(tái)軟件方面，OSEKOS是廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子領(lǐng)域的嵌入式操作系統(tǒng)(RTOS)規(guī)范。它定義了一些基本的系統(tǒng)服務(wù)，比如任務(wù)處理、中斷服務(wù)程序(ISR)處理、資源管理、事件處理以及報(bào)警服務(wù)等。
由上可知，將Matlab／Simulink的建模和仿真環(huán)境在代碼生成階段與OSEKOS規(guī)范相結(jié)合，將極大地方便開(kāi)發(fā)。這方面Matlab已有針對(duì)OSEK／VDX的嵌入式對(duì)象模塊，TargetLink也實(shí)現(xiàn)了部分結(jié)合，但兩者都局限于特定的硬件，不能應(yīng)用于不同的控制器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
1 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)理念
符合基于模型的開(kāi)發(fā)和OSEK規(guī)范的軟件架構(gòu)如圖1所示。以英飛凌XC164系列單片機(jī)為例，硬件層的核心部件由RTOS提供的系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行管理，外設(shè)部件由相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)。
中間層(軟件運(yùn)行環(huán)境)包括兩部分，操作系統(tǒng)和硬件驅(qū)動(dòng)。操作系統(tǒng)采用順應(yīng)OSEK規(guī)范的μC／OS－II(見(jiàn)3．1)，硬件外設(shè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)在后面作介紹。
應(yīng)用程序指的是與硬件無(wú)關(guān)的軟件，含控制算法和中斷服務(wù)程序(ISR)。控制算法完成控制任務(wù)，形式一般為Simulink模型。該模型可以和被控對(duì)象模型一起在閉環(huán)狀態(tài)下完成功能仿真，同時(shí)也可以在代碼生成階段與硬件驅(qū)動(dòng)以及操作系統(tǒng)API一起生成可在目標(biāo)硬件上運(yùn)行的程序。這里ISR可以有兩種類(lèi)型，可以是手寫(xiě)的C代碼，也可以是Simulink模型中的觸發(fā)子系統(tǒng)。在該子系統(tǒng)中的觸發(fā)源是圖1中所示的硬件層外設(shè)。
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