摘要汽車儀表是駕駛員與汽車進(jìn)行交流的重要窗口，也是汽車高新技術(shù)的重要藩分?；衫@汽車紋寢多蹙震撂鋅整顯承器籜鴦圭，魏步透奄凝、中字線邂，耱以液晶顯示，顯示的信息量相對較少，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一方觚隨著汽車電子化程度豹不斷褥商，進(jìn)行技術(shù)毹新，研制殲發(fā)新一代汽率儀表產(chǎn)品另一方麗，由于能源和環(huán)保問題，汽車也將從內(nèi)燃楓汽車發(fā)展到傻括純魄動汽車BEF，混合電動汽車HEV以及燃料電池汽車FCV的新能源汽車時(shí)代，因此緒臺新能源汽攀揍惠爨多，魄子化程度褻豹特點(diǎn)，舞發(fā)掰一我汽車鐮韙紋襲具有攫要戇現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)意義。零文歪怒在這樣熬背豢下，瀲闔濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院鑫主稀發(fā)豹R哦L燃瓣電池轎車為研究對象，進(jìn)行了汽車甥能儀表的一些功熊研究與開發(fā)所做的主要工作有1根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能確定掰霉的硬俸資源，選擇會適的嵌入斌硬傳系統(tǒng)，2嵌入式操作系統(tǒng)的選擇和二次開發(fā)。榷選擇操作系統(tǒng)時(shí)要考慮到系統(tǒng)的硬件幫穆毽黢、實(shí)瓣性、趲內(nèi)存熬需求駿及攆供耀些_阡發(fā)王其等。3應(yīng)用軟件的開發(fā)。主要是儀表界面設(shè)計(jì)，包括數(shù)字圈形顯示，動釃顯示，數(shù)據(jù)庫幫發(fā)等。4基于焉線數(shù)擺傳輸模塊下的GPRS無線通訊實(shí)驗(yàn)鏹括客戶端和服務(wù)器端系統(tǒng)配置，動態(tài)域名解析等。該儀表我應(yīng)用予ROVER燃辯電池轔車，實(shí)踐表爨，在嵌入式警臺上爨示攀裁信息，同傳統(tǒng)儀襲相比具有較大的優(yōu)勢?？蓾M足小型化、輕量化的要求；造爨美鼴，霹動西顯拳、可讀鏈、掰褫毪強(qiáng)；胃實(shí)瑗一寢多臻。麩軟佟方瑟來芽，引入了操作系統(tǒng)的概念，增強(qiáng)了代碼的可讀性、可維護(hù)性、可擴(kuò)媵性以及靈活往；信怠顯示自由發(fā)高，駐示喬兩入往純，可定翻；邵使黌換硬件平臺，也只霈對操作系統(tǒng)和底朦驅(qū)動擺序進(jìn)孬少量的移植正作，麗無需修改與硬件冤關(guān)的應(yīng)用代碼。關(guān)鍵詞汽蘋儀表，嵌入式系統(tǒng)，顯示系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控ABSTFADABSTRACTDRIVERSANDCARSARELINKEDBY蠊EMOTORINSTRUMENTSANDTHEMOTORINSTRUMENTSINCARNATETHEPROFUNDITYOFMOTORTECHNOLOGYTHEMOTORINSTRUMENTSAREFARBEHINDTHEDEVELOPMENTOFFOREIGNCARINDUSTRYTHETRADITIONALINSTRUMENTSAREOFTENUSESTEPMOTOR,HANDS,LEDONTHEONEHAND,THEMASSMOVEMENTFORTECHNICALINNOVATIONANDDEVELOPTHENEWGENERATIONOFMOTORINSTRUMENTAREIMPERATIVEUNDERTHESITUATIONONTHEOTHERHAND,THETRADITIONALENGINEVEHICLEWILLBEREPLACEDBYBATTERYELECTRICVEHICLE圓E嘞HYBRIDELECTRICVEHICLEANDFUELCELLVEHICLEGE鐮SOITISOFGREATIMPORTANCETODEVELOPFLEWINTELLIGENTEARMETERSTAKING“ROVERFCV，ASRESEARCHOBJECT,THISPAPERISABOUTTHERESEARCHANDDEVEKLPMENTOFINTELLIGENTMETERFORAUTOBASEDONARMSYSTEMFIRSTLY,CONFIRMTHENECESSARYRESOURCESTHROOGHFUNCTIONSTOBEACHIEVEDCHOOSERIGHTEMBEDDEDSYSTEMSECONDLY,CHOOSEANDDEVELOPTHEEMBEDDEDOSTHIRDLY,WRITEANDCOMPILEAPPLICATIONPROGRAMFORINFORMATIONDISPLAYOFVEHICLE，INCLUDINGANIMATIONANDGUIFINALLY,PLANDESIGNOFLONGDISTANCEMONITORINGFORAUTOMOBILECONDITIONTHISINSTRUMENTISUSEDINROVERFCVTHEPRACTICEINDICATESCOMPAREDWITHTHETRADITIONALMEASURINGAPPLIANCETHISINSTRUMENTHASBIGSUPERIORITIESITISNLOREREADABLEMOREACCURATE，MOREUPDATABLEANDMOREEXTENSIBLEWHENTHEEMBEDDEDINSTRUMENTISAPPLIEDKEYWORDSVEHICLELNSTRUMENLEMBEDDEDSYSTEM，DISPLAYSYSTEM,LONGDISTANCEMONITORING玨學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)校可以適當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部內(nèi)容用于學(xué)術(shù)活動。學(xué)位論文作者簽名年月日經(jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用本授權(quán)書。指導(dǎo)教師簽名學(xué)位論文作者簽名年月日年月日鷸濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原剖性聲明本人鄭重聲驥；所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)霧季指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包禽任何他人劊作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)入和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)餓論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本入承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名年月日第1章緒論第1章緒論11本課題來源、研究的意義和背景本課題依托于新能源汽車ROVER燃料電池轎車儀表子項(xiàng)目，重點(diǎn)在于汽車智能儀表的功能研究與設(shè)計(jì)。汽車儀表的發(fā)展基本上經(jīng)歷了機(jī)械式儀表、機(jī)電式模擬儀表和數(shù)字化儀表三個(gè)階段，現(xiàn)在汽車儀表正朝著數(shù)字化智能化方向發(fā)展。車輛儀表是駕駛員與汽車進(jìn)行信息交流的重要接口和界面，是車輛安全行駛的重要保證；也是汽車電子技術(shù)的重要部分，各國一直在努力開發(fā)汽車儀表技術(shù)，并不斷取得新的發(fā)展。傳統(tǒng)汽車上較常用的一般儀表有電流表、電壓表I機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表，車速里程表等指示儀表以及方向指示燈等。隨著現(xiàn)代汽車新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，尤其是新能源環(huán)保電動汽車主要有燃料電池、純電動、混合動力汽車的快速發(fā)展以及汽車電子化和信息化水平的不斷提高，使得只能為駕駛員提供汽車運(yùn)行中必要而又少量的數(shù)據(jù)信息的傳統(tǒng)儀表，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足行車的要求。以本課題的燃料電池汽車FCV為例，雖然沒有了傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、發(fā)動機(jī)報(bào)警等信號，但是卻增加了更多的關(guān)于燃料電池動力系統(tǒng)參數(shù)的信號量以及其他用于車輛控制和狀態(tài)顯示的量。如燃料電池堆冷卻水溫度、儲氫瓶壓力、充氫和放氫指示、各電池電機(jī)參數(shù)等。研發(fā)ROVER智能儀表，一是原車儀表已不能滿足燃料電池動力系統(tǒng)眾多參數(shù)的顯示需求，二是開發(fā)先進(jìn)的智能化、平面顯示儀表與先進(jìn)的燃料電池汽車技術(shù)相匹配，三是自行研發(fā)，可節(jié)約成本，此外該儀表不僅可用于燃料電池汽車，其先進(jìn)的理念和技術(shù)也可用于純電動汽車、混合動力汽車和傳統(tǒng)汽車。汽車發(fā)展到今天，不再是傳統(tǒng)意義上的簡單的機(jī)械裝置和代步工具。汽車上的電子化、信息化和智能化裝備在技術(shù)水平和應(yīng)用數(shù)量上的不斷提高已成為現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志之一；這些新技術(shù)也是用來改善和提高汽車性能的有效技術(shù)手段“1。行車安全、城市交通擁堵一直是人們關(guān)注的熱門問題，將先進(jìn)的電子、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)應(yīng)用于汽車，使汽車具有信息處理、通訊、導(dǎo)航、防第L章緒論盜、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能。不僅能大大提高汽車的綜合性能，在提高車輛安全，對行車事故實(shí)施緊急救援、追蹤被盜車輛、遠(yuǎn)程監(jiān)控汽車狀態(tài)和減輕駕駛員負(fù)擔(dān)、豐富乘客旅途的文化生活、提高人們的出行效率和降低能源與社會資源浪費(fèi)等方面，具有廣闊的市場前景和深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。在有線和無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)的支持下，一方面通過鏈接各種信息交換中心和因特網(wǎng)獲取和應(yīng)用各種信息，使駕駛員與乘客始終與外界保持密切的聯(lián)系，另一方面構(gòu)筑汽車的信息應(yīng)用平臺，也有利于今后開展移動電子商務(wù)、移動網(wǎng)絡(luò)辦公和移動網(wǎng)上沖浪等增值服務(wù)。在此過程中汽車儀表承擔(dān)重要角色，一方面是為儀表多用，另一方面也是電子信息技術(shù)等集成化發(fā)展的必然趨勢，使得汽車儀表的發(fā)展突現(xiàn)出智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、集成和多功能的特點(diǎn)，芯片、總線、接口技術(shù)成為儀器儀表的內(nèi)核，嵌入式系統(tǒng)成為技術(shù)的代表，并由此形成了汽車儀表行業(yè)發(fā)展的趨勢“”。本課題研究的另一個(gè)重要意義在于，設(shè)計(jì)汽車遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控方案。將遠(yuǎn)程監(jiān)控用于新車試驗(yàn)階段，能大大縮短新車開發(fā)周期，及早地發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)，使新車快速走向成熟并開發(fā)下一代汽車。12汽車儀表的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢121國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外，汽車儀表作為汽車駕駛室的主要行駛信息顯示裝置，其技術(shù)性能、外觀造型、視覺效果以及功能等均受到高度重視，汽車儀表平均配套價(jià)格約占整車售價(jià)的3。以德國和日本的汽車儀表制造企業(yè)為技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品，已由傳統(tǒng)的組合儀表向汽車集成信息系統(tǒng)方向發(fā)展，開發(fā)了代表國外同行業(yè)先進(jìn)水平的多功能全電子顯示儀表、平視顯示儀表、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、行車記錄儀等高技術(shù)產(chǎn)品。近二十年來，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)獲得了迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代汽車儀表眾多的、全新的功能，已經(jīng)完全突破了傳統(tǒng)的框架，向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多功能的方向發(fā)展，高科技化已經(jīng)成為現(xiàn)代儀器儀表的主要特征。國外現(xiàn)在已應(yīng)用于汽車儀表的先進(jìn)高科技技術(shù)主要包括方便駕駛員用聲音指令設(shè)定、控制和打電話的聲控技術(shù)；聲控投影圖象顯示技術(shù)；為用戶電子郵件收發(fā)、實(shí)時(shí)路況信息、第1章緒論天氣預(yù)報(bào)和股市跟蹤的技術(shù)；6PS衛(wèi)星定位和精確電子導(dǎo)航技術(shù)；遠(yuǎn)程故障診斷和車載免提電話等“1。早在1998年11月的COMDEX大展上，微軟就展示了一臺支持WINDOWSCE的汽車PC。汽車PC的基本組成系統(tǒng)包括音響系統(tǒng)、無線服務(wù)設(shè)備、地址薄、駕駛指南等。隨后ALPINEJAPAN，CLARION，NISSANUSA，TOYOTA等十幾家公司與微軟合作生產(chǎn)汽車PC。這些汽車PC的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是以多媒體為中心，它們被安裝在汽車儀表板上。因?yàn)樵陂_車時(shí)應(yīng)當(dāng)注意力集中，去觀察你周圍的道路和其它狀況，埋頭看屏幕或鍵盤是不安全的，它們主要依靠語音控制，但也準(zhǔn)備了足夠的鍵讓人們訪問系統(tǒng)“，。目前我國汽車電子設(shè)備的研究開發(fā)和生產(chǎn)能力還相當(dāng)薄弱，只相當(dāng)于美國七八十年代的水平。國內(nèi)汽車儀表生產(chǎn)企業(yè)100多家，全行業(yè)2005年生產(chǎn)成套汽車儀表約500萬套，總產(chǎn)值約25億元，產(chǎn)量排在前10位的企業(yè)占總產(chǎn)量的90以上?，F(xiàn)在國內(nèi)汽車儀表生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平參差不齊，從工藝水平來看，主要分為兩類一類是與國外合資的企業(yè)，如上海德科電子儀表有限公司和廣州馬瑞利儀表有限公司等。這些企業(yè)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備由國外直接引進(jìn)，相對具有一定的優(yōu)勢，但國產(chǎn)化率不高，且不具備適應(yīng)國內(nèi)汽車工業(yè)產(chǎn)品市場的技術(shù)開發(fā)能力；另一類是原機(jī)械部或集團(tuán)支持發(fā)展的企業(yè)，如蕪湖儀表廠、四平儀表廠、東風(fēng)汽車電子儀表股份有限公司、上海長江儀表廠及后來發(fā)展的紹興怡東儀表有限公司等，這些企業(yè)擁有國內(nèi)市場的銷售渠道和適合國內(nèi)汽車使用的低附加值產(chǎn)品，在產(chǎn)量和質(zhì)量上能滿足現(xiàn)有國內(nèi)車型的配套要求，但工藝裝備和產(chǎn)品技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平相比還有不小的差距1。122汽車儀表發(fā)展趨勢隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及液晶現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，汽車儀表的發(fā)展趨勢將更加體現(xiàn)這些高新技術(shù)的結(jié)合。如儀表的功能由軟件和硬件共同來完成儀表的功能由軟件和硬件共同實(shí)現(xiàn)，而且主要是通過軟件實(shí)現(xiàn)。這對于量大且對成本極為敏感的汽車儀表有特殊意義，因?yàn)檐浖拈_發(fā)費(fèi)用分?jǐn)偟矫總€(gè)儀表上是非常少的。與僅由電子線路硬件組成的汽車儀表相比，帶有嵌入式系統(tǒng)的汽車儀表，其功能的實(shí)現(xiàn)手段更加靈活多樣。產(chǎn)品的“柔性”更好，即在推出新款產(chǎn)品時(shí)，能最大限度地利用以前產(chǎn)品的硬、軟件設(shè)計(jì)成果僅做少第1章緒論量修改便可，這在產(chǎn)品更新?lián)Q代很快的今天和未來特別重要未來的汽車儀表不再是單純的車速、里程、油壓等顯示，汽車儀表將演變?yōu)檐囕d綜合信息平臺。它將包括車載計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合顯示系統(tǒng)、信息提示系統(tǒng)、組合式全球定位系統(tǒng)COMPOUNDGLOBALPOSITIONSYSTEM，CGPS、地理信息系統(tǒng)GEOGRAPHICALINFORMATIONSYSTEM，GIS、綜合信息管理系統(tǒng)INTEGRATEDINFORMATIONMANAGESYSTEM，ITMS以及無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等。汽車配置這些裝備的目的是使汽車在智能交通系統(tǒng)的框架下幫助汽車駕駛員實(shí)現(xiàn)安全、快速、高效的運(yùn)行，當(dāng)然還可能具有節(jié)能和大幅提高社會公共資源綜合利用率等優(yōu)勢|710其主要特點(diǎn)有1儀表能提供大量復(fù)雜的信息。為了提高汽車的使用性能，汽車的電子控制程度越來越高。電子控制裝置必須能迅速、準(zhǔn)確處理各種復(fù)雜的信息，并通過汽車儀表盤以數(shù)字、文字或圖形等方式顯示出來，使駕駛員了解與掌握汽車的當(dāng)前狀態(tài)，以便及時(shí)處理各種復(fù)雜的情況。目前，汽車的故障診斷、地形圖顯示、導(dǎo)航及各種信息服務(wù)裝置都已開始裝備汽車，汽車儀表盤作為信息顯示終端已經(jīng)是大勢所趨。2滿足小型、輕量化的要求。為了使有限的駕駛空閫盡可能寬敞些，用于汽車的各種儀表及附件都必須小型輕量化。電子化儀表不僅能適應(yīng)各種傳感器或控制系統(tǒng)的電子化，而且可實(shí)現(xiàn)小、輕、薄，既能節(jié)省汽車儀表盤附近的寶貴空間，增加一定的儀表數(shù)量，還可處理日益增多的信息量。3一表多用。汽車電子化儀表可采用數(shù)字顯示，可用一組數(shù)字進(jìn)行分時(shí)顯示，也可以同時(shí)顯示多個(gè)參數(shù)，這樣，汽車就不必為每個(gè)參數(shù)設(shè)置一個(gè)指示表，故使儀表盤得以簡化，實(shí)現(xiàn)一表多用。4外形設(shè)計(jì)自由度高。汽車儀表盤造型美觀，這對一輛汽車來說非常重要，推出最流行的儀表新款式，選用外形設(shè)計(jì)自由度特別高的電子顯示器件則是實(shí)現(xiàn)汽車現(xiàn)代化、提高產(chǎn)品競爭力的有力措旌。5儀表指示形式將演變成計(jì)算機(jī)終端顯示器，指示形式將演變成一個(gè)高清晰度的計(jì)算機(jī)顯示器。6具備完善的通訊系統(tǒng)，在電子信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)日趨成熟的今天，汽車儀表正在不斷融入當(dāng)今各學(xué)科、各領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果，向功能多元化、機(jī)電一體化、系統(tǒng)工程化、高度集成化方向發(fā)展4第L章緒論13本課題的主要研究工作、方法與技術(shù)路線131本課題主要研究內(nèi)容I硬件系統(tǒng)選擇確定了該儀表要解決的問題和要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)以后，首先需要選擇合適硬件系統(tǒng)，包括處理器及其外圍設(shè)備的選擇。2軟件開發(fā)平臺的選擇綜合考慮各因素，選擇合適的嵌入式操作系統(tǒng)和軟件開發(fā)工具。3嵌入式操作系統(tǒng)二次開發(fā)嵌入式操作系統(tǒng)一般都是根據(jù)功能需求可定制的，即操作系統(tǒng)的二次開發(fā)。4應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)按照儀表需要實(shí)現(xiàn)的功能，軟件開發(fā)包括儀表顯示程序、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程通訊程序三部分。，32研究方法和技術(shù)路線研究方法和技術(shù)路線如圖11所示我做的主要工作是軟件開發(fā)那一塊。圖1I研究方法和技術(shù)路線5第L章緒論14本章小結(jié)本章介紹了本課題的來源、意義和背景，介紹了汽車儀表的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。結(jié)合燃料電池汽車信息量多、技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)提出了嵌入式智能儀表的概念。最后還介紹了本課題的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線。6第2章ROVERFCV儀表總體設(shè)計(jì)第二章ROVERFCV儀表總體設(shè)計(jì)ROVERFCV組合儀表開發(fā)，一方面是由于ROVERFCV汽車的燃料電池動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信息量多，原車組合儀表不再能夠完全滿足新的動力系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示的要求；另一方面也是進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，研制開發(fā)新一代汽車儀表產(chǎn)品。21ROVER儀表面板設(shè)計(jì)開發(fā)要點(diǎn)ROVER儀表面板設(shè)計(jì)滿足以下要求。1能夠?qū)崿F(xiàn)原車保留部件的狀態(tài)指示功能，增加新的動力系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示功能。2造型美觀，采用大面積彩色LCD作為主要顯示器件。3和原車儀表電氣接口兼容。4和原車儀表機(jī)械尺寸。22ROVER儀表功能設(shè)計(jì)221ROVER儀表信號顯示形式ROVER儀表顯示的信息從顯示形式上來劃分，可分為四類，它們是LED指示燈顯示、步迸電機(jī)驅(qū)動指針指示、液晶顯示屏顯示和聲音警告。1LED指示燈顯示1H2泄露報(bào)警。2加H2狀態(tài)顯示。3輔助蓄電池充電。4發(fā)動機(jī)故障報(bào)警。5停車制動顯示。6巡航控制。7第2章ROVERFCV儀表總體設(shè)計(jì)7安全氣囊。8安全帶。9ABS故障報(bào)警。10大燈。其中氫氣泄露報(bào)警有4個(gè)狀態(tài)，無泄露、輕度泄露、泄露、嚴(yán)重泄露。4個(gè)狀態(tài)由LED的閃爍來區(qū)分1無泄露一LED長滅。2輕度泄露LED閃爍，頻率為640MS。3泄露LED閃爍，頻率為320MS。4嚴(yán)重泄露一LED長亮。H2壓力低報(bào)警燈，當(dāng)儲氫瓶壓力低于4MP時(shí)報(bào)警燈亮。2儀表指針指示1燃料電池出水溫度。2H2貯備量。3電動機(jī)功率。3中問液晶顯示屏顯示主要顯示燃料電池動力系統(tǒng)工作狀態(tài)，如車速、里程、溫度等。4聲音警告1超速警告聲設(shè)定兩個(gè)超速閾值，一個(gè)是法規(guī)超速閾值120KMH中國高速公路限速值，一個(gè)是燃料電池車最高車速閾值150KMH受電機(jī)最高轉(zhuǎn)速限制。如果當(dāng)前車速達(dá)到法規(guī)超速閾值，組合儀表發(fā)出單次警告聲。在同一次駕駛過程中，當(dāng)車速降低到比法規(guī)超速閾值低后，再次達(dá)到法規(guī)超速閾值，組合儀表才會再次發(fā)出單次警告聲。如果車速達(dá)到最高車速閾值，組合儀表發(fā)出單次警告聲，重復(fù)頻率是5S。直到車速降低到比最高車速閾值低后，警告聲才停止。2安全帶警告聲安全帶警告聲的觸發(fā)條件是KL15ON且安全帶扣沒有連接SEATBELTWARNING高。安全帶警告聲采用連續(xù)低頻警告聲，持續(xù)時(shí)間最長10S，如果在第2章ROVERFCV儀表總體設(shè)計(jì)10S內(nèi)檢測到安全帶扣已連接，則解除警告聲3點(diǎn)火鑰匙警告聲防盜模塊GIM檢查鑰匙和車門狀態(tài)，如果KL15OFF，左前門打開且點(diǎn)火鑰匙插在鑰匙座內(nèi)，則GIM發(fā)出點(diǎn)火鑰匙警告信號VIAKBUS，MESSAGEID74H。如果鑰匙從鑰匙座拔出，左前門關(guān)閉或者KL15ON，則GIM取消點(diǎn)火鑰匙警告信號。組合儀表接到信號，發(fā)出單次高頻警告聲，警告聲重復(fù)的頻率是22HZ，持續(xù)周期180S。如果組合儀表在180S內(nèi)斷電，或者KBUSMESSAGE取消了點(diǎn)火鑰匙警告信號，則停止警告聲。222ROVER儀表參數(shù)選擇及顯示方案ROVER儀表參數(shù)選擇及顯示方案如表21所示。表21ROVER儀表參數(shù)選擇及顯示方案參數(shù)顯示方式車速LCD虛擬指針顯示電機(jī)功率指針H2量指針FC出水溫度指針H2泄露報(bào)警LED指示燈ABS故障報(bào)警LED指示燈大燈LED指示燈動力系統(tǒng)故障LED指示燈，顏色故障級別加H2狀態(tài)LED指示燈駐車制動LED指示燈輔助電池充電LED指示燈巡航控制LED指示燈安全氣囊報(bào)警LED指示燈安全帶報(bào)警LED指示燈左轉(zhuǎn)向燈LED指示燈右轉(zhuǎn)向燈LED指示燈蓄電池剩余電量LCD圖形顯示檔位PRNDL23LCD字符顯示故障碼LCD字符顯示動力系統(tǒng)狀態(tài)【CD圖形顯示9第2章ROVERFCV儀表總體設(shè)計(jì)續(xù)表21功率LCD字符顯示進(jìn)水溫度LCD字符顯示加H2狀態(tài)LED指示燈氫瓶溫度LCD字符顯示續(xù)駛里程LCD字符顯示平均消耗率LCD字符顯示功率LCD字符顯示，信號源自CAN溫度LCD字符顯示，信號源自CAN電壓LCD字符顯示，信號源自CANSOCLCD字符顯示，信號源自CAN單電池最小電壓LCD字符顯示，信號源自CAN功率LCD字符顯示，信號源自CAN水溫LCD字符顯示，信號源自CAN溫度LCD字符顯示，信號源自CAN水溫LCD字符顯示，信號源自CAN電壓LCD字符顯示，信號源自CAN23ROVER儀表面板設(shè)計(jì)231面板設(shè)計(jì)本課題研究目的是開發(fā)出適合車載智能儀表的系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。對比傳統(tǒng)儀表就是充分利用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使儀表的功能將極大的拓寬，指示形式將演變?yōu)橛?jì)算機(jī)終端顯示器。經(jīng)過各方面的調(diào)查研究，結(jié)合汽車儀表的主要功能、當(dāng)前的主要技術(shù)和汽車儀表信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，考慮到駕駛員們的使用習(xí)慣，整個(gè)儀表界面仿制傳統(tǒng)車輛儀表界面，車速使用仿機(jī)械指針式儀表。整個(gè)儀表面板如圖21所示。左側(cè)的H2氫氣溫度、氫氣量和右側(cè)電動機(jī)功率仍然采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動物理指針的電子儀表形式顯示；LED指示燈顯示的信號有H2泄露報(bào)警、加H2狀態(tài)顯示、輔助蓄電池充電、發(fā)動機(jī)故障報(bào)警、停車制動顯示、大燈等；中間液晶屏則構(gòu)成儀表盤的主畫面，顯示車速和燃料電池動力系統(tǒng)工作狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中通過LCD來代替車上的部分傳統(tǒng)機(jī)械式儀表。其特點(diǎn)是風(fēng)格變化多樣，可分屏顯示，可動畫顯示，信息量第2章ROVERFCV儀襲憩體設(shè)計(jì)增大，可以輾據(jù)其俗的需要來改變其體豹僅表籜瑟。翻21儀表面板設(shè)計(jì)圖232液晶顯示滕L選攆程本儀表方案巾便用的是夏醬LO4寸的16位色T甜液晶屏。液晶駐示器顯示原理與傳統(tǒng)的CRT顯示器迥然不同相比志下，液晶顯示器是健康毅顯示器，它低輻射，低耗能，散熱小，纖薄輕巧，CRT顯示器則較厚重。采用數(shù)字按日豹波晶顯示黎簸精確還琢豳像，霹鞋把蕊瓣完美戇奩鬢藜上星瑗密聚，置可以做到無閃爍。TFT型液晶登涿器從技術(shù)上來說是最新一代液晶顯示器，同TN和STN型的液晶駐示器相比，冀構(gòu)造較為復(fù)雜，顯示器先利用背光源發(fā)光，只要改變燕在液晶上瓣電壓篷裁黻挖刳最后滋現(xiàn)鮑光線強(qiáng)發(fā)與色彩，這攆蓑能在液磊面板上交化國有不同色調(diào)的顏色組會了，其顯示效聚也有了大稻度提高。并凰TFT型液晶駐示器的可視角度能達(dá)到90170度，抗矮動、抗電磁干擾性好，忑作溫度寬，一般為30。854，這些都滿足車用簧求；本課題使用的L疆液麓顯示器徐貉不弱100美元，其鶩走囂豹健舅L壽翕可這15，000套瓣，假設(shè)汽軍以平均40公熙的時(shí)速每天行駛8小時(shí)，則TFT液晶最樂器使用壽命折合為600，000公里。TFR與TN和STN型的液晶鼴示器的其它一些參數(shù)比較見表2T。凌予TFF豹餞越毪髭，我囂】逡震了罩日型滾爨屢。第2章ROVERFCV儀表總體設(shè)計(jì)表21TFT、TN及STN型的液晶顯示器之比較類別TNSTNTFT原理液晶分子，扭轉(zhuǎn)90度液晶分子，扭轉(zhuǎn)180270度液晶分子，扭轉(zhuǎn)90度特性黑白、單色、低對比黑白、彩色、低對比彩色1667萬色高對比全色彩化古否可媲美CRT之全彩色動畫顯示否香可媲美C盯視角30度以下40度以下90170度面板尺寸L8寸1一12寸37寸以下24ROVER儀表硬件總體方案ROVER儀表硬件采用雙CPU的結(jié)構(gòu)，如圖22所示。T固UPB兒7LCB圖22ROVER儀表硬件總體方案示意其中UPA使用的是英飛凌的XCL64，其功能是指針驅(qū)動、LED指示燈、CAN網(wǎng)關(guān)及接口、KBUS硬件接口、蜂鳴器、串口連接HPB、ARM復(fù)位。UPB為ARM嵌入式系統(tǒng)，它是儀表的信息中心用于圖形和數(shù)據(jù)顯示，遠(yuǎn)程連接、語音等。第2章ROVERFCV儀表總體設(shè)計(jì)來自汽車各部分的信號有三種形式，硬件信號、CAN信號和LIN信號。這些信號首先輸入到XCL64，XCL64對信號進(jìn)行處理，由LED指示燈指示和由指針指示的信號則直接由XCL64控制LED燈和步進(jìn)電機(jī)指示，其余的信號則通過串口送往RAM系統(tǒng)，由LCD輸出。我要做的主要工作就是硬件層面上的ARM系統(tǒng)的軟件開發(fā)。25本章小節(jié)本章講述了ROVER儀表的總體設(shè)計(jì)方案，包括儀表功能說明、面板設(shè)計(jì)和硬件總體方案等，整個(gè)儀表界面仿制傳統(tǒng)車輛儀表界面，中間液晶屏則構(gòu)成儀表盤的主畫面，造型美觀、大方。第3章嵌入式平臺選擇第3章嵌入式平臺選擇按照嵌入式系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以粗略的分成三個(gè)階段，即分析，設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)。分析階段的主要任務(wù)是確定要解決的問題及需要完成的目標(biāo)。因此，分析階段也常常被稱為“需求階段”，或“系統(tǒng)需求階段”。設(shè)計(jì)階段主要任務(wù)是解決如何在給定的約束條件下完成用戶的要求。此階段是在分析階段的基礎(chǔ)上研究“如何做”。實(shí)現(xiàn)階段主要是解決如何在所選擇的硬件和軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行整個(gè)軟、硬件系統(tǒng)的協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)。按照這種設(shè)計(jì)思想，在分析階段階段結(jié)束后，通常開發(fā)者面臨的一個(gè)棘手的問題就是硬件和軟件的選擇，因?yàn)樗暮脡闹苯佑绊懭貙?shí)現(xiàn)階段的任務(wù)完成。通常硬件和軟件的選擇包括處理器選擇，硬件部件選擇，操作系統(tǒng)選擇，語言選編程擇，軟件開發(fā)工具選擇，硬件調(diào)試工具選擇和軟件組件選擇。31嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程嵌入式設(shè)計(jì)包括軟、硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)流程如圖31所示。嵌入式車載計(jì)算機(jī)開發(fā)整體方案L車載計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)開發(fā)方案車載計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)I車襲計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)方案方案IIL。IL一L車載計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)L車襲計(jì)算機(jī)硬件樣機(jī)選擇軍霸計(jì)算機(jī)樣機(jī)上調(diào)試L一車載計(jì)算機(jī)樣機(jī)及軟件韌步圖31系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程14第3章嵌入式平臺選擇32硬件的選擇321嵌入式處理器的選擇嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，目前據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過1000多種，流行體系結(jié)構(gòu)有30幾個(gè)系列。但與全球PC市場不同的是沒有一種微處理器和微處理器公司可以主導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)，僅以32位的CPU而言，就有100種以上嵌入式微處理器。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異性極大，因此選擇是多樣化的。設(shè)計(jì)者在選擇處理器時(shí)要考慮的主要因素有目前市場上的CPU供應(yīng)商。有些公司如MOTOROLA、INTEL、AMD很有名氣，而有一些小的公司如OEDSANTACLARACA雖然名氣很小，但也生產(chǎn)很優(yōu)秀的微處理器。另外，有一些公司，如ARM、WIPS等，只設(shè)計(jì)但并不生產(chǎn)CPU，他們把生產(chǎn)權(quán)授予世界各地的半導(dǎo)體制造商。ARM是另外一種近年來在嵌入式系統(tǒng)有影響力的微處理器制造商，ARM的設(shè)計(jì)非常適合于小的電源供電系統(tǒng)。APPLE在NEWTON手持計(jì)算機(jī)中使用ARM，另外有凡款數(shù)字無線電話也在使用ARM“L。處理器的處理速度。一個(gè)處理器的性能取決于多個(gè)方面的因素時(shí)鐘頻率，內(nèi)部寄存器的大小；指令是否對等處理所有的寄存器等對于許多需用處理器的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，目標(biāo)不是在于挑選速度最快的處理器，而是在于選取能夠完成作業(yè)的處理器和IO子系統(tǒng)如果你的設(shè)計(jì)是面向高性能的應(yīng)用，那么還是應(yīng)該考慮某些新的處理器，其價(jià)格極為低廉，如IBM和MOTOROLA的POWERPC。以前INTEL的I960是銷售得極好的RISC高性能芯片，但是最近幾年卻遇到強(qiáng)勁的對手，讓位于MIPS、SH以及后起之星ARMN1。技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)前，許多嵌入式處理器都集成了外圍設(shè)備的功能，從而減少了芯片的數(shù)量，進(jìn)而降低了整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)費(fèi)用。開發(fā)人員首先考慮的是，系統(tǒng)所要求的一些硬件能否無需過多的膠合邏輯GL就可以連接到處理器上。其次是考慮該處理器的一些支持芯片，如DMA控制器，內(nèi)存管理器，中斷控制器，串行設(shè)備、時(shí)鐘等的配套“”。第3章嵌入式平臺選擇處理器的低工耗。嵌入式微處理器最大并且增長最快的市場是手持設(shè)備、電子記事本、PDA、手機(jī)、GPS導(dǎo)航器、智能家電等消費(fèi)類電子產(chǎn)品，這些產(chǎn)品中選購的微處理器典型的特點(diǎn)是要求高性能、低工耗。許多CPU生產(chǎn)廠家已經(jīng)進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域。今天，用戶可以買到一顆嵌入式的微處理器，其速度像筆記本中的PENTIUM一樣快，而它僅使用普通電池供電，并且價(jià)格不足50美元。典型的例子有NEC、日立為HPC、PALMPC而設(shè)計(jì)的VR4111和S117707。DIGITAL的STRONGARMLL00，在一個(gè)極小的200MHZ主頻封裝中集成了彩色LCO控制器、PCMCIA、觸屏接口等6個(gè)接口含USB、IRDA，而批量的價(jià)格也在40美元以內(nèi)N“。處理器的軟件支持工具。僅有一個(gè)處理器，沒有較好的軟件開發(fā)工具的支持，也是不行的，因此選擇合適的軟件開發(fā)工具對系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)會起到很好的作用。處理器是否內(nèi)置調(diào)試工具。處理器如果內(nèi)置調(diào)試工具可以大大的縮小調(diào)試周期，降低調(diào)試的難度。處理器供應(yīng)商是否提供評估板。許多處理器供應(yīng)商可以提供評估板來驗(yàn)證你的理論是否正確，驗(yàn)證你的決策是否得當(dāng)。以上是嵌入式處理器的選擇原則，我們在調(diào)查了現(xiàn)在國內(nèi)較流行的處理器類型，同時(shí)考慮到汽車電子的應(yīng)用特點(diǎn)后選擇了ARM處理器。ARM處理器三大特點(diǎn)1小體積、低功耗、低成本、高性能21632位雙指令集3全球眾多的合作伙伴隨著集成電路的發(fā)展及信息時(shí)代的到來，在2001年，32位ARM處理器市場占有率超過了75，廣泛應(yīng)用在信息電器如掌上電腦、個(gè)人數(shù)字助理PDA、可視電話、移動電話、TV機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)等嵌入式設(shè)備。ARM已成為移動通信、手持計(jì)算、多媒體數(shù)字消費(fèi)等嵌入式解決方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。ARMADVANCEDRISCMACHINES是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，是知識產(chǎn)權(quán)IP供應(yīng)商，本身不生產(chǎn)芯片，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作伙伴來生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM公司設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。目前，有超過30家半導(dǎo)體公司與ARM簽訂了硬件技術(shù)使用許可協(xié)16第3章嵌入式平臺選擇議，其中包括INTEL、IBM、SAMSUNG、OKI、LG、NEC、SONY、PHILIPS等大公司。至于軟件系統(tǒng)的合伙人，則包括微軟、SYMBIAN和MRI等一系列知名公司。ARM32位體系結(jié)構(gòu)被公認(rèn)為業(yè)界領(lǐng)先的32位嵌入式RISC處理器結(jié)構(gòu)，所有ARM處理器共享這一體系結(jié)構(gòu)。這可確保開發(fā)者轉(zhuǎn)向更高性能的ARM處理器時(shí)，由于所有產(chǎn)品均采用一個(gè)通用的軟件體系，所以相同的軟件可在所有產(chǎn)品中運(yùn)行理論上如此，從而使開發(fā)者在軟件開發(fā)可獲得最大回報(bào)“。當(dāng)前ARM體系的擴(kuò)充包括1THUMB16位指令集，用以改善代碼的密碼；2DSP用于DSP應(yīng)用的算術(shù)運(yùn)算指令集3JAZELLER允許直接執(zhí)行JAVA字節(jié)碼的擴(kuò)充。322硬件平臺的選擇在硬件設(shè)計(jì)中，采用CPU核心扳加擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使調(diào)試和使用靈活方便，擴(kuò)展方式得到延伸，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要更換或升級核心板有效保護(hù)前期資源。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖32所示。圖32硬件系統(tǒng)架構(gòu)由于作為研究項(xiàng)目，規(guī)模方面不可能很大，為了縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)7第3章嵌入式平臺選擇風(fēng)險(xiǎn)，在本課題中我們使用YFDVK一2410II開發(fā)板，其結(jié)構(gòu)如圖33所示。圖33YFDVK一2410II開發(fā)板結(jié)構(gòu)圖它是針對S3C2410的高性能開發(fā)平臺，并適合用來作為開發(fā)高性能手持式以及便攜式智能設(shè)備或終端。核心板使用三星公司的目前較先進(jìn)的32位嵌入式ARM處理器3C2410系列，主頻最高達(dá)400MHZ。提供的接口包括TFT64K色LJCD控制器以及觸摸屏控制器，2通道UART已包含IRDA紅外線數(shù)據(jù)通訊口，1個(gè)USB主機(jī)接口，1個(gè)USB設(shè)備接口，SD卡M眥卡主機(jī)控制器接口，EMBEDDEDICE調(diào)試接口，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘具備后備鋰電池，IIC總線接口驅(qū)動AT24C04SC27，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換接口，SPI接口，IIS數(shù)字音頻輸入輸出接口，EINT外部中斷接口，IOM以太網(wǎng)接口，多功能總線擴(kuò)展接口和IDE硬盤接口。33軟件的選擇軟件的選擇包括嵌入式操作系統(tǒng)、編程語言及編程工具的選擇。331操作系統(tǒng)的選擇盡管嵌入式系統(tǒng)有著無比廣闊的市場需求和發(fā)展前景，但嵌入式系統(tǒng)的發(fā)第3章嵌入式平臺選擇展多年來卻經(jīng)歷了一個(gè)曲折和痛苦的歷程。隨著微處理器的產(chǎn)生，價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的CPU和外設(shè)連接提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，那么限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出表現(xiàn)在了軟件方面。從八十年代末開始，陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)，比較著名的有TORNADOVXWORKX、PSOSYSTEM、NECULEUS和WINDOWSSCE、QNX、VRTX，以及沸沸揚(yáng)揚(yáng)的“女媧計(jì)劃”，中國人自己的嵌入式操作系統(tǒng)HOPEN和現(xiàn)在談?wù)撟疃嗟那度胧絃INUX操作系統(tǒng)等等。可用于嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的操作系統(tǒng)很多，但關(guān)鍵是如何選擇一個(gè)適合你所開發(fā)項(xiàng)目的操作系統(tǒng)，我們認(rèn)為應(yīng)該從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮“”1操作系統(tǒng)提供哪些開發(fā)工具。有些實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS只支持該系統(tǒng)拱應(yīng)商的開發(fā)工具。也就是說，還必須向操作系統(tǒng)供應(yīng)商獲取編譯器、調(diào)試器等。而有些操作系統(tǒng)使用廣泛且有第三方工具可用，因此，選擇的余地比較大。如PSOSYSTEM支持的工具有PRISM，全集成開發(fā)環(huán)境，含源代碼調(diào)試器SPOTLIGHT，CC編譯器EGDIAB，匯編器，連接器，CC開發(fā)環(huán)境SNIFF，嵌入式系統(tǒng)監(jiān)視工具ESP，CORBA等。而TORNADOVXWORKX支持的工具有遠(yuǎn)程源級調(diào)試器；瀏覽器；WINDSH命令行接口；模塊載入器；目標(biāo)工具；WINDCONFIG板基支持包配置；大約90個(gè)第三方嵌入式開發(fā)工具和擴(kuò)展。一2操作系統(tǒng)向硬件接口移植的難度。操作系統(tǒng)到硬件的移植是一個(gè)重要的問題。它是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)能否按期完工的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此我們要選擇那些可移植性程度高的操作系統(tǒng)。從而避免操作系統(tǒng)難以向硬件移植而帶來的種種困難，加速系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)度。3操作系統(tǒng)的內(nèi)存要求。均衡考慮是否需要額外花錢去購買RAM或EEPROM來迎合操作系統(tǒng)對內(nèi)存的較大要求。有些操作系統(tǒng)對內(nèi)存的要求是TARGETDEPENDENT如TORNADOVXWORKX，開發(fā)人員能按照應(yīng)用需求分配所需的資源，而不是為操作系統(tǒng)分配資源。從需要幾K字節(jié)存儲區(qū)的嵌入設(shè)計(jì)到需求更多的操作系統(tǒng)功能的復(fù)雜的高端實(shí)時(shí)應(yīng)用，開發(fā)人員可任意選擇多達(dá)80種不同的配置。4開發(fā)人員是否熟悉此操作系統(tǒng)及其提供的API。5操作系統(tǒng)是否有提供硬件的驅(qū)動程序，如網(wǎng)卡等。6操作系統(tǒng)是否具有可剪裁性，即能否根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行系統(tǒng)功能的剪裁。有些操作系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可剪裁性，如嵌入式LINUX、TORNADOVXWORKS等19第3章嵌入式平臺選擇等。7操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性1141。實(shí)時(shí)性分為軟實(shí)時(shí)和硬實(shí)時(shí)。有些嵌入式操作系統(tǒng)只能提供軟實(shí)時(shí)，如WINDOWSCE。作為微軟大名鼎鼎的“維那斯”，MICROSOFTWINDOWSCENET是32位，WINDOWS兼容，小內(nèi)核，可伸縮實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，滿足大部分嵌入式和非嵌入式應(yīng)用的需要。針對汽車電子對操作系統(tǒng)的要求以及可行性，我們主要比較了WINDOWSCE和嵌入式LINUX兩種操作系統(tǒng)。在現(xiàn)在諸多的嵌入式操作系統(tǒng)中，EMBEDDEDLINUX和WINDOWSCENET的應(yīng)用都是十分廣泛。他們有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的需求環(huán)境中。EMBEDDEDLINUX是多任務(wù)多進(jìn)程，有一定實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)11510他最主要的特點(diǎn)就是源代碼開放，不存在黑箱技術(shù)。EMBEDDEDLINUX是由一個(gè)KERNEL和一些根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。KERNEL很小，一般只有幾百KB，加上其它的系統(tǒng)模塊，所需的空間也很小。在開發(fā)工程中，技術(shù)細(xì)節(jié)和錯(cuò)誤處理都可以完全掌握，但是付出的代價(jià)是開發(fā)的難度和復(fù)雜度增加。WINDOWSCENET是由MICROSOFT公司開發(fā)的新一代的嵌入式操作系統(tǒng)。他是一個(gè)搶先式多任務(wù)并具有強(qiáng)大通信能力的WIN32嵌入式操作系統(tǒng)。他有很豐富的系統(tǒng)模塊用來定制各種應(yīng)用環(huán)境下所需要的操作系統(tǒng)。并且它使用PLATFORMBUILDER圖形界面的開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊的裁減，開發(fā)效率很高。他使用EVC等工具開發(fā)，和普通的WINDOWS程序開發(fā)一脈相承，支持SDK，MFC，ATL等WINDOWS類庫。對于有WINDOWS開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者來說，能夠很快地開發(fā)WINDOWSCENET環(huán)境下的應(yīng)用程序N”。并且，MICROSOFT公司能夠提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。從操作系統(tǒng)內(nèi)核的角度看，WINDOWSCE具有靈活的電源管理功能，包括睡眠喚醒模式。在WINDOWSCE中。還使用了對象存儲OBJECTSTORE技術(shù)，包括文件系統(tǒng)、注冊表及數(shù)據(jù)庫。它還具有很多高性能、高效率的操作系統(tǒng)特性。包括按需換頁、共享存儲、交叉處理同步、支持大容量堆HEAP等LLRLOWINDOWSCE擁有良好的通信能力。它廣泛支持各種通信硬件，亦支持直接的局域網(wǎng)連接以及撥號連接，并提供與PC、內(nèi)部網(wǎng)以及INTERNET的連接，包括用于應(yīng)用級數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備至設(shè)備間的連接。在提供各種基本的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，WINDOWSCE還提供與WINDOWS9X第3章嵌入式平臺選擇NT的最佳集成和通信。WINDOWSCE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。它擁有基于MICROSOFTINTERNETEXPLORER的INTERNET瀏覽器，此外，還支持TRUETYPE字體。開發(fā)人員可以利用豐富靈活的控件庫在WINDOWSCE環(huán)境下為嵌入式應(yīng)用建立各種專門的圖形用戶界面。WINDOWSCE甚至還能支持諸如手寫體和聲音識別、動態(tài)影像、3D圖形等特殊應(yīng)用|TSI。EMBEDDEDLINUX在通訊方面的支持遠(yuǎn)不如WINDOWSCENET全面豐富。LINUX的WEB瀏覽和多媒體相對比較弱。LINUX廠商常常為這類功能收取附加費(fèi)用，而WINDOWSCENET則自帶這些功能。在與PC機(jī)的互連方面，由于WINDOWS操作系統(tǒng)在PC機(jī)上的壟斷地位，所以WINDOWSCENET在這方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。所以在一個(gè)注重界面，通訊，和多媒體技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境中，WINDOWSCE有著EMBEDDEDLINUX不可比擬的優(yōu)勢。同時(shí)考慮到我們開發(fā)人員對WINDOWS的API較熟悉，在WINDOWSCE平臺上相對開發(fā)周期較短，風(fēng)險(xiǎn)較低332編程語言的選擇在選擇編程語言的時(shí)候需要考慮一下幾個(gè)因素。1通用性。隨著微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能越來越具體，種類越來越多，但不同種類的微處理器都有自己專用的匯編語言。這就為系統(tǒng)開發(fā)者設(shè)置了一個(gè)巨大的障礙，使得系統(tǒng)編程更加困難，軟件重用無法實(shí)現(xiàn)，而高級語言一般和具體機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)聯(lián)系較少，比較流行的高級語言對多數(shù)微處理器都有良好的支持，通用性較好。2可移植性程度。由于匯編語言和具體的微處理器密切相關(guān)，為某個(gè)微處理器設(shè)計(jì)的程序不能直接移植到另一個(gè)不同種類的微處理器上使用，因此，移植性差；而高級語言對所有微處理器都是通用的，因此，程序可以在不同的微處理器上運(yùn)行，可移植性較好。這是實(shí)現(xiàn)軟件重用的基礎(chǔ)。3執(zhí)行效率。一般來說，越是高級的語言，其編譯器和開銷就越大，應(yīng)用程序也就越大21第3章嵌入式平臺選擇越慢。但單純依靠低級語言，如匯編語言來進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)，帶來的問題是編程復(fù)雜、開發(fā)周期長。因此存在一個(gè)開發(fā)時(shí)間和運(yùn)行性能間的權(quán)衡。4可維護(hù)性。低級語言如匯編語言，可維護(hù)性不高。高級語言程序往往是模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊之間的接口是固定的。因此，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，可以很快地將問題定位到某個(gè)模塊內(nèi)，并盡快得到解決。另外，模塊化設(shè)計(jì)也便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充和升級。5基本性能。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中使用的語言種類很多，比較廣泛應(yīng)用的高級語言有ADA、CC、MODULA2和JAVA等。ADA語言定義嚴(yán)格，易讀易懂，有較豐富的庫程序支持，目前在國防、航空、航天等相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，未來仍將在這些領(lǐng)域占有重要地位。C語言具有廣泛的庫程序支持，目前在嵌入式系統(tǒng)中是應(yīng)用最廣泛的編程語言，在將來很長一段時(shí)間內(nèi)仍將在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域占重要地位。C是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，目前在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)也得到了廣泛的應(yīng)用，如GNUC。VISUALC，是一種集成開發(fā)環(huán)境，支持可視化編程，廣泛應(yīng)用于6UI程序開發(fā)。但C與C相比，C的目標(biāo)代碼往往比較龐大和復(fù)雜，在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)充分考慮這一因素。MODULA2定義清晰，支持豐富，具有較好的模塊化結(jié)構(gòu)，在教學(xué)科研方面有較廣泛的應(yīng)用。雖然該語言的開發(fā)應(yīng)用一直比較平緩，但近兩年在歐洲有所復(fù)蘇。JAVA語言相對年輕，但有很強(qiáng)的跨平臺特性，目前發(fā)展勢頭較為強(qiáng)勁。它的一次編程，到處可用”的特性使得它在很多領(lǐng)域倍受歡迎。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，JAYA及嵌入式JAVA的應(yīng)用也將越來越廣泛。綜合各因素我們在開發(fā)時(shí)主要使用C和C。在WINDOWSCENET下進(jìn)行開發(fā)主要使用EVC。333基本編程規(guī)范編程過程中嚴(yán)格遵循VC編程規(guī)范，可大大加強(qiáng)代碼的可讀性、容錯(cuò)性、可重用性以及可擴(kuò)展性。遵循的編程原則擇其要者如下1程序結(jié)構(gòu)清晰，單個(gè)函數(shù)的程序行數(shù)不超過100行，使用子函數(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)功能。第3章嵌入式平臺選擇2各函數(shù)的功能，主要變量的定義，典型算法都有詳細(xì)的注釋。3保持結(jié)構(gòu)清晰，遵循面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)原則。4變量定義具有一定的實(shí)際意義，能體現(xiàn)出變量類型和代表的意義。34本章小節(jié)作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)該考慮所選的硬件及操作系統(tǒng)能夠完成所需要的實(shí)時(shí)處理任務(wù)，作為研究還要考慮到系統(tǒng)功能的擴(kuò)展性。本章主要介紹了硬件平臺的選擇原則、嵌入式操作系統(tǒng)和編程語言的選擇原則，通過綜合考慮應(yīng)用領(lǐng)域、用戶需求、成本、開發(fā)難易程度等因素，最后選擇通用的ALOE9內(nèi)核處理器3C2410作為主控芯片，選擇WINDOWSCENET作為嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，選用EVC作為軟件開發(fā)工具。第4章WINCE二次開發(fā)第四章WINEE操作系統(tǒng)二次開發(fā)引入操作系統(tǒng)是ROVERFCV智能儀表的一個(gè)重要特征和標(biāo)志。在該儀表中使用微軟的嵌入式操作系統(tǒng)WINDOWSCE，它是一個(gè)可定制的、穩(wěn)定的、實(shí)時(shí)的多任務(wù)操作系統(tǒng)。41WINDOWSCENET簡介411WINDOWSCE簡介微軟WINDOWSCE是一個(gè)開放且多樣化的32位嵌入式操作系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)目的是滿足廣泛的智能設(shè)備的需求，例如從諸如工業(yè)控制器、通信集線器、和收款機(jī)系統(tǒng)POS等企業(yè)工具到諸如攝影機(jī)、電話和家庭娛樂設(shè)備等電子消費(fèi)產(chǎn)品，為自動控制、視聽娛樂、移動計(jì)算、終端、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)共享以及聯(lián)網(wǎng)等各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域提供一個(gè)穩(wěn)定、實(shí)時(shí)及多任務(wù)的操作系統(tǒng)。一個(gè)典型的WINDOWSCE嵌入式系統(tǒng)常被定制為一個(gè)能達(dá)到特定目的，一個(gè)輕量化及內(nèi)置的能果斷反應(yīng)系統(tǒng)中斷的操作系統(tǒng)。WINDOWSCENET目前支持四大系列的CPU架構(gòu)ARM、DIPS、SHX、X86及超過兩百種品牌的CPU，同時(shí)因?yàn)檩p量化及高度的模塊化及客制化，WINDOWSCENET被廣泛地應(yīng)用于設(shè)計(jì)各種移動地、小型地以及各種工業(yè)控制器中。WINDOWSCE提供給程序開發(fā)者標(biāo)準(zhǔn)WIN一32API，ACTIVEX控件，MSMQMESSAGEQUEUING，COMCOMPONENTOBJECTAODEL接口，ATLACTIVETEMPLATELIBRARY和MFC鏈接庫等開發(fā)環(huán)境。ACTIVESYNC提供臺式計(jì)算機(jī)和嵌入式裝置之間的網(wǎng)絡(luò)連接。WINDOWSCE對多媒體、通信TCPIP，SNMP，TAPI等還有安全性提供內(nèi)置的支持。種種地整合應(yīng)用程序，包括了小型的IE瀏覽器，針對小型的OUTLOOK收信信箱的客戶程序，還有小型地允許用戶擴(kuò)展并自定義現(xiàn)行地系統(tǒng)地WORDEXPOSE對象，和擴(kuò)展應(yīng)用程序的功能1”。412WINDOWSCE操作系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)嘲第4章WINCE二次開發(fā)WINDOWSCE是由許多離散模塊構(gòu)成的，每一模塊都提供特定的功能這些模塊中的一部分貝劃分成組件。組件使WINDOWSCE變得非常緊湊只占不到200KB的RAM，因此只占用了運(yùn)行設(shè)備所需的最小的ROM、RAM以及其它硬件資源。WINDOWSCE包含提供操作系統(tǒng)最關(guān)鍵功能的4個(gè)模塊內(nèi)核模塊；對象存儲模塊；圖形、窗口和事件子系統(tǒng)GWES模塊以及通訊模塊。WINDOWSCE還包含一些附加的可選擇模塊。內(nèi)核。內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，通過COREDLL模塊表示。它提供在所有設(shè)備中都出現(xiàn)的基本操作系統(tǒng)功能。內(nèi)核負(fù)責(zé)內(nèi)存管理、進(jìn)程管理以及特定文件