支持汽车电子的嵌入式软件编程接口库设计

　　一、引言

　　近年来，随着电子科学和计算机技术的飞速发展，汽车电子设备的应用越来越多。目前，国内汽车电子技术水平跟国外汽车厂商相比还有很大差距，尤其是在发动机电控方面，国内尚无独立开发先例。本文介绍的柴油机电控系统嵌入式软件平台就是面向汽车电子，遵循OSEK标准，应用于汽车动力总成控制的系统平台。

　　软件平台由微型系统内核和应用编程接口库组成。嵌入式操作系统内核负责任务调度及事件处理等，编程接口库负责将开发常用的算法和MPC555底层硬件的驱动函数进行控件级封装，供用户调用。在嵌入式系统中，开发人员通过调用编程接口库中已有的API函数，就可以实现常用运算功能以及常规硬件操作。

图1 发动机电控系统层次图

　　整个电控系统包括硬件平台、底层驱动、嵌入式软件平台和上层用户四个层次。各个层次关系，如图1所示。

　　二、硬件平台简介

　　发动机电控系统硬件平台主控CPU为MPC555，它是一款高性能的32位单片机，是专为汽车电子、航空航天、智能系统等高端嵌入式控制系统所设计的芯片。其独特之处在于其具有浮点运算单元，支持浮点代码的直接编程；此外，MPC555还具有可编程的时间处理模块，可通过对该模块的独立编程，实现对发动机曲轴、凸轮轴等复杂周期信号的处理，无需外接单独的CPU，从而大大简化了软、硬件设计。

图2 发动机电控系统硬件电路结构框图

　　以MPC555为核心控制单元，辅以相应的输入信号处理、输出控制和通讯单元设计的发动机电控系统硬件电路结构框图，如图2所示。

　　三、嵌入式操作系统内核简介

　　该嵌入式操作系统是以MPC555/MPC556单片机为硬件运行平台，参照欧洲OSEK标准，构建的超微型实时安全的嵌入式操作系统内核。该系统为用户提供各种任务调度、事件处理及中断响应机制，并由操作系统管理各个任务之间的切换和信息传递。

　　为满足系统实时性的要求，操作系统任务管理采用基于任务优先级的可抢占式任务机制，任务之间通过消息邮箱和消息队列传递变量和信息。另外，系统内核利用开放源码机制,通过裁减与移植,可以支持多种国际主流处理器。

图3支持汽车电子的嵌入式操作系统内核结构图

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