虚拟平台的汽车驱动模拟
2004年6月A版
汽车的复杂电子系统安装大量通过时间敏感网络的多功能ECU(电子控制单元)作内部通信的控制软件,许多汽车控制系统用ECU实现通过网络层通信的单项功能。时尚的高级轿车有多达90个ECU,全部连网需要的电线束重量会超过50公斤,为了减少电线重量,ECU应该置放在靠近它的控制地点。
新特性需要更多灵活的带有大型嵌入式软部件的ECU。遥测和车内娱乐需要无线连接、全球定位、数字无线电的互联网接入的综合,随时可以进行免提的语音控制。
定量评估
在定义软硬件系统和准备深入开发前,需要对网络和ECU内部的可能结构进行定量分析和评估。
传统的开发汽车嵌入式软件方法是构建重现全部或部分ECU以及它的外部电路的硬件板,通常称为工厂模型。往往不太可能由一种设置执行所有测量,故需要很多工作台设置。
对功能最强的ECU的性能要求是不必再使用昂贵的试验板进行测量,对ECU内部作有限的测试即可避免硬件排错。因为硬件不会产生错误消息,简单的错误,例如没有起始化的寄存器都要在花很长时间后才能被发现。在一个硬件原型机上对软件排错,即使有在线仿真器也是困难和很费时的。
嵌入式系统必须足够快速去运行大容量的软件,包括实时操作系统(RTOS)和网络协议栈在内。
测量方法的综合
工作台测试还有其它方法,基于主机的方法是“写入一次/移动两次”,亦即软件先在带有模拟器的测试架构的主机PC内开发,然后移到ECU。这种方法在汽车环境内可能失败,因为出现硬实时性对软件的限制,而不能从PC的执行去预测实际的性能。
ISS方法使用处理器的函数模型,模型通常由处理器供应商提供。问题出在有时候模型与处理器的周期—周期特性不匹配。速度又是另一问题,因为ISS太慢,典型值是100~500kIPS(0.1~0.5MIPS),不能运行实际应用的大型软件,而成为每日编辑—编译—排错循环的一部分。
新的方法使软件开发人员构建系统级的ECU模型,或者ECU的虚拟平台(或者网络化的ECU子系统),在最后综合阶段之前全部软件在模型上开发,然后移植到真正的ECU硬件。
