基于Simulink的OSEK嵌入式軟件開發(fā)方法

引 言
現(xiàn)在V型開發(fā)模式已成為使用最廣的汽車軟件開發(fā)流程標準。這一標準流程得到許多工具的支撐，有來自Mathworks的工具，如用于功能開發(fā)和仿真的Matlab／Simulink／Stateflow，用于自動代碼生成的Real—TimeWorkshop，以及來自dSpace的工具。硬件有用于快速控制原型開發(fā)的AutoBox和用于硬件在環(huán)測試的模塊，軟件有產品級代碼生成器TargetLink。它們在加快開發(fā)周期的同時，也提高了代碼的可靠性。
平臺軟件方面，OSEKOS是廣泛應用于汽車電子領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，比如任務處理、中斷服務程序(ISR)處理、資源管理、事件處理以及報警服務等。
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)范相結合，將極大地方便開發(fā)。這方面Matlab已有針對OSEK／VDX的嵌入式對象模塊，TargetLink也實現(xiàn)了部分結合，但兩者都局限于特定的硬件，不能應用于不同的控制器和實時操作系統(tǒng)。
1 嵌入式軟件開發(fā)理念
符合基于模型的開發(fā)和OSEK規(guī)范的軟件架構如圖1所示。以英飛凌XC164系列單片機為例，硬件層的核心部件由RTOS提供的系統(tǒng)服務進行管理，外設部件由相應的驅動程序驅動。

中間層(軟件運行環(huán)境)包括兩部分，操作系統(tǒng)和硬件驅動。操作系統(tǒng)采用順應OSEK規(guī)范的μC／OS－II(見3．1)，硬件外設驅動開發(fā)在后面作介紹。
應用程序指的是與硬件無關的軟件，含控制算法和中斷服務程序(ISR)。控制算法完成控制任務，形式一般為Simulink模型。該模型可以和被控對象模型一起在閉環(huán)狀態(tài)下完成功能仿真，同時也可以在代碼生成階段與硬件驅動以及操作系統(tǒng)API一起生成可在目標硬件上運行的程序。這里ISR可以有兩種類型，可以是手寫的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。