支持汽車(chē)電子的嵌入式編程接口庫的內容和設計方法介紹

　本文介紹的柴油機電控系統嵌入式軟件平臺就是面向汽車(chē)電子，遵循OSEK標準，應用于汽車(chē)動(dòng)力總成控制的系統平臺。 軟件平臺由微型系統內核和應用編程接口庫組成。嵌入式操作系統內核負責任務(wù)調度及事件處理等，編程接口庫負責將開(kāi)發(fā)常用的算法和MPC555底層硬件的驅動(dòng)函數進(jìn)行控件級封裝，供用戶(hù)調用。在嵌入式系統中，開(kāi)發(fā)人員通過(guò)調用編程接口庫中已有的API函數，就可以實(shí)現常用運算功能以及常規硬件操作。

　　圖1 發(fā)動(dòng)機電控系統層次圖

　　整個(gè)電控系統包括硬件平臺、底層驅動(dòng)、嵌入式軟件平臺和上層用戶(hù)四個(gè)層次。各個(gè)層次關(guān)系，如圖1所示。

　　硬件平臺簡(jiǎn)介

　　發(fā)動(dòng)機電控系統硬件平臺主控CPU為MPC555，它是一款高性能的32位單片機，是專(zhuān)為汽車(chē)電子、航空航天、智能系統等高端嵌入式控制系統所設計的芯片。其獨特之處在于其具有浮點(diǎn)運算單元，支持浮點(diǎn)代碼的直接編程;此外，MPC555還具有可編程的時(shí)間處理模塊，可通過(guò)對該模塊的獨立編程，實(shí)現對發(fā)動(dòng)機曲軸、凸輪軸等復雜周期信號的處理，無(wú)需外接單獨的CPU，從而大大簡(jiǎn)化了軟、硬件設計。

　　圖2 發(fā)動(dòng)機電控系統硬件電路結構框圖

　　以MPC555為核心控制單元，輔以相應的輸入信號處理、輸出控制和通訊單元設計的發(fā)動(dòng)機電控系統硬件電路結構框圖，如圖2所示。

　　嵌入式操作系統內核簡(jiǎn)介

　　該嵌入式操作系統是以MPC555/MPC556單片機為硬件運行平臺，參照歐洲OSEK標準，構建的超微型實(shí)時(shí)安全的嵌入式操作系統內核。該系統為用戶(hù)提供各種任務(wù)調度、事件處理及中斷響應機制，并由操作系統管理各個(gè)任務(wù)之間的切換和信息傳遞。

　　為滿(mǎn)足系統實(shí)時(shí)性的要求，操作系統任務(wù)管理采用基于任務(wù)優(yōu)先級的可搶占式任務(wù)機制，任務(wù)之間通過(guò)消息郵箱和消息隊列傳遞變量和信息。另外，系統內核利用開(kāi)放源碼機制,通過(guò)裁減與移植,可以支持多種國際主流處理器。

　　該嵌入式操作系統內核的功能結構，如圖3所示。

　　圖3支持汽車(chē)電子的嵌入式操作系統內核結構圖