鐘錦華

（廈門博電電子有限公司，福建 廈門 361006）

0 引言

車身控制器是汽車車身控制系統(tǒng)的核心部件，承擔(dān)車身控制相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。目前大部分的車身控制器生產(chǎn)廠商在給車廠配套時(shí)采用定制化的開發(fā)策略，即根據(jù)不同車廠、不同車型的實(shí)際功能需求進(jìn)行針對性的軟件功能開發(fā)，這種情況下，車身控制器嵌入式軟件代碼需要重復(fù)編寫，移植性較差，開發(fā)周期較長，投入的研發(fā)成本較高。

1 平臺(tái)化硬件

硬件是軟件運(yùn)行的載體，汽車車身電子實(shí)現(xiàn)軟件平臺(tái)化的基礎(chǔ)是需要一個(gè)資源足夠豐富的硬件平臺(tái)，以S32K146為主處理器，平臺(tái)化設(shè)計(jì)的汽車車身控制器硬件基本涵蓋了目前各汽車制造廠商對車身控制的需求，具有功能最大化的特點(diǎn)，軟件平臺(tái)化設(shè)計(jì)以此硬件平臺(tái)為載體[1]。

2 平臺(tái)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)軟件的平臺(tái)化需對軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層，不同層之間通過函數(shù)接口進(jìn)行關(guān)聯(lián)，各層內(nèi)部進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，使平臺(tái)化軟件達(dá)到通用性強(qiáng)，移植性好的目的。車身電子平臺(tái)化軟件從下至上分為驅(qū)動(dòng)層、中間層、應(yīng)用層。

（1）驅(qū)動(dòng)層。針對平臺(tái)化車身控制系統(tǒng)所有硬件的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，以及微控制器內(nèi)部的時(shí)鐘、中斷、電源管理等的驅(qū)動(dòng)程序，并經(jīng)過反復(fù)測試和驗(yàn)證，形成穩(wěn)定可靠的各驅(qū)動(dòng)模塊，封裝在驅(qū)動(dòng)層，通過統(tǒng)一的接口供中間層和應(yīng)用層進(jìn)行調(diào)用。底層驅(qū)動(dòng)獨(dú)立于其它層軟件，只與平臺(tái)的硬件相關(guān)。

（2）中間層。主要負(fù)責(zé)各模塊的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)和管理，以及車身控制系統(tǒng)本身需求的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)，診斷服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)，Bootloader服務(wù)，通信數(shù)據(jù)接收與分析以及各類輸入信號采集等。系統(tǒng)軟件采用定時(shí)任務(wù)機(jī)制，通過任務(wù)優(yōu)先級和消息傳遞進(jìn)行實(shí)時(shí)的任務(wù)調(diào)度管理。

（3）應(yīng)用層。這一層軟件主要進(jìn)行控制邏輯設(shè)計(jì)，比如門鎖控制，車外燈控制，雨刮控制等，并調(diào)用底層或中間層相關(guān)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)最終功能。這一層軟件將根據(jù)不同項(xiàng)目的實(shí)際需求進(jìn)行變更和調(diào)整。

3 函數(shù)調(diào)用及接口

平臺(tái)化的車身電子嵌入式軟件將非應(yīng)用邏輯部分的內(nèi)容設(shè)計(jì)在中間層，并經(jīng)過反復(fù)測試和驗(yàn)證后，形成固化函數(shù)，應(yīng)用層通過標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)接口來調(diào)用固化函數(shù)庫里的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能或運(yùn)算。以左右轉(zhuǎn)向燈、應(yīng)急燈控制任務(wù)為例，任務(wù)的實(shí)現(xiàn)主要包括以下模塊[2]：

TurnLampSwitchDetect()函數(shù)模塊實(shí)時(shí)檢測左右轉(zhuǎn)向燈開關(guān)和應(yīng)急燈開關(guān)的狀態(tài)，其中包括數(shù)字檢測和AD檢測方式，初始化時(shí)對檢測方式進(jìn)行配置。TurnLampControlS tart(Type,Timer,Count)函數(shù)模塊為轉(zhuǎn)向燈應(yīng)急燈輸出啟動(dòng)函數(shù)，該函數(shù)模塊包含三個(gè)參數(shù)，Type用于指明當(dāng)前的輸出是左轉(zhuǎn)向、右轉(zhuǎn)向還是應(yīng)急燈；Timer用于規(guī)定燈的閃爍周期；Count用于規(guī)定燈閃爍周期個(gè)數(shù)，若值為0xFF則持續(xù)閃爍。TurnLampMissingDetect(Type,Method)函數(shù)模塊用于實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向燈工作時(shí)的一燈損壞檢測，包含兩個(gè)參數(shù)，Type用于指明當(dāng)前正在輸出的是左轉(zhuǎn)向燈還是右轉(zhuǎn)向燈，Method用于指明故障檢測方式，是AD檢測還是數(shù)字開關(guān)信號檢測；TurnLampControlStop(Type)為轉(zhuǎn)向燈應(yīng)急燈停止輸出函數(shù)模塊，包含一個(gè)參數(shù)Type用于指明當(dāng)前需要停止輸出的是左轉(zhuǎn)向燈，右轉(zhuǎn)向燈還是應(yīng)急燈。上述轉(zhuǎn)向燈應(yīng)急燈控制相關(guān)的函數(shù)模塊結(jié)合輸入輸出配置、變量固化封裝在中間層，并向邏輯層提供函數(shù)接口。而運(yùn)用邏輯層在完成相關(guān)邏輯運(yùn)算后只需調(diào)用相關(guān)函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向燈，應(yīng)急燈控制的功能[3]。

4 診斷服務(wù)軟件平臺(tái)化設(shè)計(jì)

診斷軟件平臺(tái)化設(shè)計(jì)是車身控制器軟件平臺(tái)化的重要組成部分，應(yīng)根據(jù)UDS診斷規(guī)范內(nèi)容，本著通用性好的特點(diǎn)，對每個(gè)服務(wù)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，將每個(gè)服務(wù)的函數(shù)入口進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化的功能。

針對不同診斷服務(wù)的各個(gè)子功能，亦采用模塊化設(shè)計(jì)，并通過函數(shù)接口進(jìn)行調(diào)用。診斷服務(wù)軟件根據(jù)UDS規(guī)范進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，使車身控制器在針對不同項(xiàng)目的診斷需求時(shí)，只需做少量的配置修改或不修改就可以實(shí)現(xiàn)完整的診斷服務(wù)功能，有效避免了代碼的重復(fù)設(shè)計(jì)，提高了診斷軟件的可移植性和通用性。

5 平臺(tái)化軟件Bootloader設(shè)計(jì)

平臺(tái)化設(shè)計(jì)的車身控制器軟件應(yīng)具有在線升級的功能，且應(yīng)將Bootloader引導(dǎo)和加載程序進(jìn)行固化。Bootloader設(shè)計(jì)首先需要對MCU內(nèi)部存儲(chǔ)器空間進(jìn)行劃分，劃分出特定的應(yīng)用程序和Bootloader的存儲(chǔ)空間。Bootloader存儲(chǔ)空間存放的代碼包括初始化啟動(dòng)代碼、傳輸協(xié)議、CAN驅(qū)動(dòng)、Flash驅(qū)動(dòng)、引導(dǎo)加載程序等。Bootloader程序?qū)⒐袒趦?nèi)部分配的存儲(chǔ)空間里，除通過編譯器進(jìn)行軟件更新外，程序不會(huì)更改[4-6]。

平臺(tái)化車身控制器在線升級過程基于UDS診斷協(xié)議設(shè)計(jì)，通過標(biāo)準(zhǔn)的診斷協(xié)議控制Bootloader的升級流程，車身控制器進(jìn)行在線升級時(shí)，首先執(zhí)行應(yīng)用程序中的診斷服務(wù)內(nèi)容，包括診斷會(huì)話的控制，編程條件的檢查等操作，為在線下載做準(zhǔn)備并確認(rèn)條件是否滿足，稱為編程前預(yù)處理。當(dāng)所有條件滿足，將切換成編程會(huì)話，控制控制器復(fù)位并執(zhí)行Bootloader程序，通過接收上位機(jī)或診斷儀發(fā)送的指令進(jìn)行應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)的擦除，文件的引導(dǎo)和加載等，這個(gè)過程稱為編程處理。編程處理的結(jié)束根據(jù)接收到的復(fù)位指令，控制控制器重新復(fù)位，而復(fù)位執(zhí)行的應(yīng)用程序是最新加載的代碼[7-8]。

依據(jù)UDS診斷協(xié)議進(jìn)行車身控制器Bootlaoder軟件設(shè)計(jì)，使Bootloader軟件可運(yùn)用到不同的項(xiàng)目，具有通用性和可移植性，并實(shí)現(xiàn)Bootloader軟件的平臺(tái)化設(shè)計(jì)。

6 總結(jié)

本文對汽車車身電子控制器嵌入式軟件平臺(tái)化開發(fā)進(jìn)行了探索，采用模塊化，層級架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行嵌入式軟件的設(shè)計(jì)。在實(shí)際使用時(shí)，平臺(tái)化車身控制器可根據(jù)不同應(yīng)用需求，進(jìn)行功能擴(kuò)展或裁剪，具有移植性好、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)車身控制器軟件采用平臺(tái)化開發(fā)可大大縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。