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          基于OSEK標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在汽車電子中的應(yīng)用

          作者: 時(shí)間:2011-03-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言
          隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)和研發(fā)投入的不斷加大,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的,如簡(jiǎn)單的ECU已經(jīng)越來越普及,于車載音響、儀表、車身控制BCM、動(dòng)力轉(zhuǎn)向EPS等。越來越多的企業(yè)將精力投入到比較復(fù)雜的控制領(lǐng)域,比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制,防抱死系統(tǒng)(ABS)等,對(duì)于這些邏輯復(fù)雜、性和安全性高的控制任務(wù),傳統(tǒng)的前后臺(tái)系統(tǒng)模式非處理的弊端就越來越呈現(xiàn)出來,這就勢(shì)必需要用到來管理這些任務(wù)。
          是1993年德國(guó)汽車工業(yè)界聯(lián)合推出的,“的開放式系統(tǒng)及接口軟件規(guī)范”,即(Open System and the Corres-ponding Interfaces for Automotive Electronics)。1994年法國(guó)汽車工業(yè)界的相似規(guī)范VDX(Vehicle Distributed Executive)和規(guī)范合并,從而形成OSEK/VDX規(guī)范體系。當(dāng)前OSEK已經(jīng)成為汽車電子軟件開發(fā)領(lǐng)域中的通用,旨在增強(qiáng)軟件代碼安全性、移植性,減少軟件開發(fā)周期。
          目前,市場(chǎng)上通用的開源RTOS有很多,比如μC/OS-Ⅱ,F(xiàn)reeRTOS,Linux-2.6等,但是這些核多半是用于通用領(lǐng)域或者安全性要求不太高的領(lǐng)域,如果將這些移植到汽車電子動(dòng)力安全控制領(lǐng)域,是不太合適的;而且,這些核本身不是OSEK標(biāo)準(zhǔn),如果引入OSEK標(biāo)準(zhǔn),無疑加大了內(nèi)核移植的難度。NEC電子的實(shí)時(shí)RX850是一款OSEK標(biāo)準(zhǔn)的汽車級(jí)專用RTOS,其內(nèi)核的實(shí)時(shí)性已經(jīng)得到第三方的專業(yè)測(cè)試。它已經(jīng)被移植到了NEC芯片的集成開發(fā)環(huán)境PM Plus和Green Hills,客戶只需要在IDE(Integrated Develop Environment)中編寫腳本文件來配置RTOS即可通過編譯,使得客戶從底層驅(qū)動(dòng)編寫到RTOS任務(wù)調(diào)度輕松實(shí)現(xiàn)“無縫結(jié)合”,大大縮短了RTOS移植的開發(fā)周期。本文建立了NEC電子32位車身專用芯片V850/Fx3的軟件平臺(tái),并介紹了如何實(shí)現(xiàn)RX850的配置,以發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊為控制模型來實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的實(shí)時(shí)調(diào)度,最后通過軟仿工具來分析該內(nèi)核的效率和任務(wù)調(diào)度的實(shí)時(shí)性。

          1 系統(tǒng)平臺(tái)介紹
          本系統(tǒng)采用NEC電子的32位車身專用芯片V850/Fx3系列,V850是NEC電子的32位微處理器核,5級(jí)流水線控制,內(nèi)部32個(gè)32位寄存器,乘法/除法指令,數(shù)據(jù)空間支持最大4 GB線性尋址能力,代碼空間支持64 MB線性尋址能力,內(nèi)部1 MB的codeFLASH,60 KB的RAM空間,32 KB的data FLASH用作E2PROM模擬。
          基于OSEK標(biāo)準(zhǔn)的RX850實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):操作系統(tǒng)規(guī)范(OSEKOS)、通信規(guī)范(OSEKCOM)、網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范(OSEKNM)和OSEK實(shí)現(xiàn)語言(OSEKOIL)。
          其中OSEKOS是針對(duì)汽車特點(diǎn)而專門制定的一個(gè)小型RTOS規(guī)范,著重以下幾個(gè)方面:
          (1)可移植性,所有API都是標(biāo)準(zhǔn)化的并且在功能上都有明確的定義;
          (2)可擴(kuò)展性,OSEKOS旨在通用于任何類型的ECU,因此一方面系統(tǒng)要高度的模塊化,另一方面又要能進(jìn)行靈活的配置;
          (3)汽車的特定需求,諸如可靠性、實(shí)用性和代價(jià)敏感性等。
          相應(yīng)地,OSEKOS靜態(tài)配置可以通過OS2EKOIL語言實(shí)現(xiàn),用戶在系統(tǒng)生成時(shí)靜態(tài)制定任務(wù)的個(gè)數(shù)、需要的資源和系統(tǒng)服務(wù)。OSEKCOM為通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口和協(xié)議。OSEKNM為監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的流量提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù),以保證網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。

          2 RX850內(nèi)核配置
          由于RX850已經(jīng)被嵌入到IDE,因此用戶直接編寫內(nèi)核腳本文件即可,下面介紹如何來配置內(nèi)核。
          (1)系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置
          clkhdr INTTMOEQ0 //選定TimerM為時(shí)間片中斷源
          (2)堆棧設(shè)置
          RX850的堆棧分為系統(tǒng)堆棧和任務(wù)堆棧。
          POOL0功能:系統(tǒng)基本表信息、準(zhǔn)備隊(duì)列、每個(gè)管理塊、任務(wù)堆棧、中斷句柄堆棧(系統(tǒng)堆棧)、可變長(zhǎng)度內(nèi)存、不變長(zhǎng)度內(nèi)存。
          POOL1功能:任務(wù)堆棧、中斷句柄堆棧(系統(tǒng)堆棧)、可變長(zhǎng)度內(nèi)存、不變長(zhǎng)度內(nèi)存。
          POOL0和POOL1都可以作為任務(wù)堆棧,即使沒有POOL1也可以。配置如下:

          linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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