基于osek-vdx标准的汽车仪表信息系统设计

《基于osek-vdx标准的汽车仪表信息系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于OSEK/VDX标准的汽车仪表信息系统设计摘要介绍了当前在国际汽车工业界占据主导地位的汽车电子系统开放式平台---OSEK/VDX标准，并用于指导设计了一套以16位单片机MC9S12DG128为核心的汽车仪表信息系统。关键字OSEK/VDX;RTOS;MC9S12DG128;CAN总线;LIN总线　　随着现代电子工业的快速发展，从传统的基于机械力工作的机械仪表到基于电测原理的电器式仪表，从模拟电子式仪表到最新的步进电机式全数字仪表，汽车仪表技术在不断的进步和提高。文中介绍的汽车仪表信息系统，是第四代汽车仪表。它作为汽车CAN总线上

2、的一个节点，可以在仪表盘上显示车速、发动机转速、里程、冷却水温度、蓄电池电压、燃油液位等数据，并具有汽车诊断数据接口，读出保存的数据可以分析汽车的运行情况，也可以作为汽车黑匣子使用；软件设计基于国际流行的OSEK/VDX标准，与汽车的其他部件之间具有通用的网络接口，便于扩展。1OSEK/VDX标准汽车电子系统在整车中所占的比重逐年增大。从发动机、变速箱的控制到防抱死、悬挂控制，直至巡航、通讯、在线诊断等，控制内容越来越多，控制系统越来越复杂。为了解决汽车中软件含量增加、在操作系统和通信网络方面重复开发、软件工程师的效率不能满足高质量产

3、品的要求等诸多问题，欧洲汽车行业在20世纪90年代提出了车内多控制单元的开放式分布控制标准OSEK/VDX(OffeneSystemeundderenSchnittstellenfurdieElektronikimKraftfahrzeug/VehicleDistributedeXecutive)。其含义是汽车电子系统的开放平台和统一接口，主要包括操作系统OS、通信、网络管理NM和OSEK实现语言OIL等四个标准。这些标准是欧洲汽车行业先进开发技术的总结，提供了将各种先进汽车电子设备有机集合在一起的网络化嵌入式系统的开发规范。1.1操

4、作系统OS（OperatingSystem）OSEK/VDX操作系统（OS）定义了一个小的、可伸缩的实时操作系统RTOS，对于存储容量有限和功能专用的嵌入式系统是非常理想的。从运行在8位微处理器上的系统到运行在32位处理器上的系统都可以使用这个OS。操作系统可管理实时任务、强化定时器的功能（报警）、共享资源，使用事件进行任务的同步和管理进程间的通信，OS在OSEK/VDX中的层次模型如图1所示。OSEK/VDX实时操作系统是整个系统的软件平台。传统控制系统采用前后台系统，即后台长期地运行着一个主控程序，前台是与硬件相关的中断处理，这种

5、系统在实时性的处理，以及系统的可扩展性方面都有缺陷，对于庞大系统的管理困难很大。OSEK/VDX的操作系统可以对中断级、系统行为级和任务级3个级别的事件进行处理。其中，中断级被赋予最高的优先级，它是系统与外界交互的直接手段，将影响系统的实时性；系统行为级被放在其次的位置上，这些行为是系统进行实时性控制的实现方法，以应用程序形式存在，并用来完成某种功能的任务级，其优先级最低。此外，操作系统还提供了任务管理、调度、事件管理(如用于任务间通讯的邮箱、消息队列等)、内存资源管理、报警和出错处理等诸多功能。操作系统使OSEK/VDX的整体管理更

6、加容易，人们更多需要关注的是任务本身而不是操作系统。因为系统对于任务的管理基于优先级，一旦任务的优先级确定了，则其余的工作完全由操作系统来调度。图1OSEKOS在OSEK/VDX中的层次模型1.2通信（munication）OSEK/VDX的通信定义了一个应用程序内或者应用程序之间进行任务间或者处理器之间通信的接口和协议。该协议提供标准API服务，每个标准都可以独立操作。通信力求独立于协议，并使其在任何环境下都能灵活运用。为了实现这个目标，OSEK/VDX建立了五层模型（见图2）。图2OSEK/VDX通信模型与一起最常用的网络硬件是控

7、制器局域网（CAN），它已成为工业标准网络协议，应用于汽车和工业领域。该规范并不排除其他网络协议，如以太网的TCP/IP协议、点对点协议或者其他专用协议，并且在单一的环境中，多个硬件网络标准可以混合使用。规范定义了异步通信模型，应用程序在恢复运行之前不必等待消息，并且当它得不到请求的消息时，也不会被阻塞，消息的内容和使用方法与无关。OSEK允许0长度的消息存在。在内部通信情况下，交互层IL(InteractionLayer)使消息数据立即发送到接收方；在外部通信情况下，IL将1个或多个消息压缩成指定的交互层协议数据单元，并把它们传递到

8、下层处理。任务间的通信机制可通过调用Start()，Stop()，SendMessage()和RecEiveMessage()等系统服务函数进行数据交换。1.3网络管理NM（Netent）OSEK/VDX网络管理规范定义