基于OSEK／VDX平臺的汽車嵌入式系統開發

摘要：隨著汽車技術的發展及微處理器技術的不斷進步，嵌入式系統在汽車電子技術中得到了廣泛應用。基于此綜述了汽車嵌入式系統的應用發展、開發平臺和開發流程，介紹了基于OSEK／VDX平臺的汽車嵌入式系統開發的專門技術和實現方法。
關鍵詞：汽車；嵌入式系統；OSEK／VDX

0 引言
嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗、實時性等有嚴格要求的場合。眾所周知嵌入式系統有體積小、低功耗、集成度高、子系統間能通信融合的優點，這就決定了它非常適合應用于汽車工業領域。當今，隨著汽車技術的發展以及微處理器技術的不斷進步，嵌入式系統在汽車電子技術中得到了廣泛應用，滿足了現代汽車電控系統功能不斷擴展、邏輯漸趨復雜、子系統間通信頻率不斷提高的要求，代表著汽車電子技術的發展趨勢。

1 汽車嵌入式系統的應用和發展
汽車嵌入式系統近年來發展非常迅速，基于網絡通信和實時多任務并行處理的嵌入式高端應用越來越廣泛。汽車嵌入式系統在硬件上采用32位或64位高性能處理器，在軟件上嵌入了實時操作系統，具有功能多樣、集成度高、通信網絡化、開發快捷及成本低廉的特點，已在高檔轎車的電子控制和車載網絡通信系統方面有著一定的應用。
在嵌入式技術的推動下，汽車電子向網絡化、智能化、舒適化等高端應用發展日漸成熟，汽車電子控制系統功能持續擴展、邏輯漸趨復雜、子系統間通信日趨頻繁、與外界互聯互通成為汽車電子技術發展的主流和動力。嵌入式系統在汽車控制系統、通信系統、導航系統、安全系統以及娛樂系統中均得到有效應用，滿足了汽車電子強實時性、高可靠性、可維護性等需求，為整車及零部件開發提供統一的架構，充分體現了其構件化、標準化、集成化、可重用的優勢。
今后汽車嵌入式系統將重點在以下幾個方面發展：
(1)隨著汽車局域網技術和智能交通技術的發展，嵌入式系統將會形成以C級或D級網絡為基礎的整車分布式控制系統和以無線通信為基礎的遠程高頻網絡通信系統，其應用范圍將逐步從高檔車和進口車擴展到低檔車和國產車。
(2)汽車嵌入式系統將會向FPGA／CPLD(在線可編程門陣列)方向發展，系統由分布式可編程互連邏輯單元構成。
單元之間可以交換信息，大量運算由硬件直接完成，體系結構更加靈活，集成度更高。
(3)在系統開發上遵循通用的汽車電子系統開發平臺和統一的標準。為了提高軟硬件通用性，加快開發速度，降低成本，嵌入式系統需要構建統一的標準與開發平臺，歐洲已頒布了汽車嵌入式系統開發平臺的OSEK／VDX標準和規范。

2 汽車嵌入式系統的開發平臺-OSEK／VDX
2．1 OSEK／VDX簡介
嵌入式操作系統是支持嵌入式應用的操作系統，它是一種系統軟件。OSEK(Open Systems and the Corresponding Interfaces for Au-tomotive Electronics)是針對汽車電子控制的操作系統標準，OSEK是德文縮寫詞，意思是“汽車電子的開發系統及其接口標準”。OSEK ／VDX規范從實時操作系統(Real-Time Operating System，RTOS)、軟件接口、通訊和網絡管理等方面對汽車的電子控制軟件開發平臺作了較為全面的定義與規定。OSEK／VDX規范包括以下七部分：OSEK／VDX操作系統規范(OSEK Operating System，OSEK OS)，OS-EK／VDX通訊規范(OSEK Communication，OSEK COM)，OS-EK／VDX網絡管理規范(OSEK Network Management，OSEKNM)，OSEK／VDX實現語言規范(OSEK Imple-mentation Language，OSEK OIL)，OSEK／ORTI規范(OSEK Run Time Interface)，OSEK-Time規范(OSEK／VDX Time-Triggered Operating System)，OSEK FTCom規范(OSEK／VDX Fault-Tolerant Communication)規范。使用基于OSEK／VDX規范的嵌入式應用架構如圖1所示。

采用符合OSEK／VDX規范的嵌入式實時操作系統可以提高產品代碼的復用率、降低開發成本、縮短產品開發周期。