研究報告面向車載終端的嵌入式可視化集成開發(fā)環(huán)境及其產(chǎn)業(yè)化推廣

1、南昌市重點科研與攻關(guān)項目可行性研究報告項目名稱：面向車載終端的嵌入式可視化集成開發(fā)環(huán)境及其產(chǎn)業(yè)化推廣 承擔(dān)單位：中興軟件技術(shù)（南昌）有限公司 地址及郵編：南昌市高新區(qū)火炬大街999號高新大廈北樓，郵編330029 項目負責(zé)人： 葛文韜 財務(wù)負責(zé)人： 鐘德紅 單位負責(zé)人： 蘆東昕 單位傳真： 07918185900 聯(lián)系人及電話： 龍承志8410 填報日期： 2006年9月20日 - ii -目 錄1選題的必要性11.1項目所處技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)政策11.2項目所處技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀21.3項目技術(shù)先進性，對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進步的推動作用121.4項目目前進展情況132技術(shù)方

2、案論述142.1項目創(chuàng)新點及達到的技術(shù)水平142.1.1項目創(chuàng)新點論述142.1.2項目完成時達到的技術(shù)水平152.2項目技術(shù)方案論述162.2.1項目主要研究內(nèi)容概述162.2.2嵌入式linux操作系統(tǒng)解決方案182.2.3可視化集成開發(fā)環(huán)境解決方案222.2.4標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫252.2.5車載信息終端產(chǎn)品及產(chǎn)品開發(fā)模式262.3項目技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)292.3.1項目產(chǎn)品達到的主要技術(shù)性能指標(biāo)292.3.2通過的國家相關(guān)行業(yè)許可認證302.4分階段描述項目執(zhí)行過程中各階段目標(biāo)312.5項目經(jīng)費預(yù)算情況322.5.1項目投資總額322.5.2項目已完成投資、項目須新增投資及投資構(gòu)成和投資預(yù)算322.

3、5.3申請科技三項經(jīng)費的使用預(yù)算353項目實施支撐條件353.1項目技術(shù)來源知識產(chǎn)權(quán)353.2項目技術(shù)來源技術(shù)積累383.2.1中興在嵌入式系統(tǒng)方面的技術(shù)積累383.2.2中興在linux操作系統(tǒng)及集成開發(fā)環(huán)境方面的技術(shù)積累383.2.3中興在手機終端及汽車電子方面的技術(shù)積累393.3已具備的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)403.3.1“863”項目：面向通訊行業(yè)的嵌入式軟件開發(fā)平臺403.3.2信產(chǎn)部電子基金項目：智能手機linux操作系統(tǒng)413.4項目實驗、檢測條件423.4.1中興在嵌入式系統(tǒng)方面的實驗平臺423.4.2中興在linux操作系統(tǒng)及集成開發(fā)環(huán)境方面的實驗平臺423.4.3中興在手機終端及汽車電

4、子方面的技術(shù)互通423.4.4充分利用已有的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)423.5項目申請單位人才資源情況434項目預(yù)期經(jīng)濟效益454.1預(yù)期市場需求454.2預(yù)期盈利水平48一、項目形成的生產(chǎn)能力48二、采用量-本-利分析法，找出盈虧平衡點50三、預(yù)計年產(chǎn)量，品種，產(chǎn)值、利稅524.3預(yù)期產(chǎn)業(yè)化前景524.4項目實施風(fēng)險分析535項目預(yù)計社會效益、環(huán)境效益545.1項目經(jīng)濟和社會效益分析545.2對資源利用情況555.3對人才培養(yǎng)情況555.4環(huán)境影響及效益556 附件57附件1 中興通訊對本項目的授權(quán)證明57附件2 中興軟件配套資金承諾證明58附件3 相關(guān)證書59- ii -1 選題的必要性1.1 項目所處

5、技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)政策進入21世紀(jì)以來，國際汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生根本性的變化，突出表現(xiàn)為：全球汽車產(chǎn)銷格局發(fā)生轉(zhuǎn)變，美、歐、日等發(fā)達國家汽車需求增長趨緩，亞太、東歐、南美等新興汽車市場增速趨快。國際跨國汽車集團為適應(yīng)這一變化，正在加緊自身結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快了汽車制造業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移步伐，專家預(yù)測2015年發(fā)展中國家的汽車產(chǎn)量占全球的份額將由目前25%增加到48%，這種變化將為發(fā)展中國家的汽車工業(yè)帶來發(fā)展機遇；市場競爭日趨激烈，營銷理念不斷更新，歐洲、美洲、亞洲成為支持汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大市場，以中國為代表的亞洲更是市場爭奪的重點；技術(shù)創(chuàng)新成為獲得核心競爭力的關(guān)鍵，當(dāng)前國際汽車市場競爭的實質(zhì)就是技術(shù)創(chuàng)新能力的

6、競爭，世界各大汽車公司已把主攻方向從規(guī)模效應(yīng)轉(zhuǎn)向以微電子技術(shù)和信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)改造汽車工業(yè)，特別是汽車電子技術(shù)將得到更快發(fā)展，汽車工業(yè)將全面進入汽車電子時代?，F(xiàn)代汽車技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)融合在一起形成了汽車電子這個最具前景的新興產(chǎn)業(yè)。汽車已經(jīng)不再是簡單的交通工具，而成為現(xiàn)代科技的載體和結(jié)晶。幾乎所有的電子信息產(chǎn)品都可以應(yīng)用于汽車整車，信息技術(shù)在汽車領(lǐng)域的深度應(yīng)用，推動汽車發(fā)生革命性變化，汽車電子由此成為新的經(jīng)濟增長點之一，也極大地拓展了信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間，所以發(fā)展汽車電子是推動信息技術(shù)和產(chǎn)品革新的重要途徑。隨著我國汽車市場的快速發(fā)展和汽車電子價值含量的迅速提升，汽車電子產(chǎn)業(yè)將發(fā)揮巨

7、大的經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)，成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的新興支柱產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟增長點。為了搶奪國內(nèi)巨大的汽車電子市場，國家出臺了大量的政策并采取切實措施對汽車電子行業(yè)進行大力扶持，目前汽車電子已經(jīng)成為國家重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。2004年5月，國務(wù)院國家發(fā)展和改革委員會頒發(fā)了汽車產(chǎn)業(yè)政策，在該政策的技術(shù)政策部分明確規(guī)定“國家支持汽車電子產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，積極開展汽車電子產(chǎn)業(yè)，加速在汽車產(chǎn)品、銷售物流和生產(chǎn)企業(yè)中運用電子信息技術(shù)，推動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。幾大部委將在全國選擇幾個有發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域，成立“汽車電子全國計算平臺”，形成幾大汽車電子產(chǎn)業(yè)基地，基地內(nèi)的企業(yè)享受國家相關(guān)優(yōu)惠政策。這些產(chǎn)業(yè)政策的實施，為本項目的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

8、提供了一個良好的政策環(huán)境。2004年6月1日國家出臺了新的國家汽車產(chǎn)業(yè)政策、國家汽車電子發(fā)展規(guī)劃，明確指出國家將支持汽車電子產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，積極發(fā)展汽車電子產(chǎn)業(yè)。并且采取切實行動，在科技發(fā)展計劃中進行了重點支持，為我國汽車工業(yè)擺脫核心技術(shù)“空心化”創(chuàng)造了條件和機遇。1.2 項目所處技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前國際汽車市場上，汽車電子化競爭非常激烈，電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用十分普遍。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在國外著名汽車制造廠商中，每輛汽車平均消耗電子產(chǎn)品費用占整車的30%左右，其中光微處理器多達50多個，越是高檔汽車電子化程度越高。汽車電子最顯著特征是向控制系統(tǒng)化推進，用傳感器、微處理器mpu、執(zhí)行器、數(shù)十甚至

9、上百個電子元器件及其零部件組成的電控系統(tǒng)，正獲得極其廣泛的市場。現(xiàn)在我國汽車工業(yè)步入持續(xù)快速發(fā)展時期，并且隨著能源、排放、安全法規(guī)的日趨嚴(yán)格和客戶對汽車舒適性要求的不斷提高，電子技術(shù)在汽車上的作用越來越重要。汽車的安全、節(jié)能、環(huán)保以及智能化和信息化是未來汽車的發(fā)展趨勢。在汽車技術(shù)的發(fā)展進程中，汽車電子的作用尤為突出，是開發(fā)新車型、改進汽車性能最重要的技術(shù)措施。汽車上70%的創(chuàng)新來源于汽車電子，未來汽車電子的發(fā)展將主要集中在動力總成控制、底盤控制、車身控制、主動及被動安全、汽車網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)、安全與防盜等方面，并呈現(xiàn)出功能多樣化、技術(shù)一體化、系統(tǒng)集成化和通信網(wǎng)絡(luò)化的特點。目前國內(nèi)外已經(jīng)有一些企業(yè)

10、和科研院所進行了相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)，部分企業(yè)已經(jīng)推出了相關(guān)產(chǎn)品，例如：1、中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院承擔(dān)的信息產(chǎn)業(yè)部2004年電子發(fā)展基金的重點項目：“汽車計算平臺技術(shù)框架和發(fā)展戰(zhàn)略”。該項目的主要目標(biāo)是建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車計算平臺技術(shù)框架和標(biāo)準(zhǔn)體系，加大技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化力度，提升我國汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)競爭力。該項目根據(jù)現(xiàn)代信息和汽車技術(shù)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化和集成化的發(fā)展趨勢，在系統(tǒng)分析了汽車計算、控制功能及其實現(xiàn)途徑的基礎(chǔ)上，提出了汽車計算平臺的技術(shù)體系框架，使整車的計算和控制實現(xiàn)了系統(tǒng)一體化。 2、東軟集團2005年6月16日，東軟集團聯(lián)合阿爾派株式會社在大連發(fā)布

11、了進軍汽車電子領(lǐng)域的戰(zhàn)略。據(jù)介紹，東軟和阿爾派合作了15年，在車載音響領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗。這一次，東軟董事長劉積仁宣布了更加雄心勃勃的計劃，就是以汽車數(shù)字娛樂領(lǐng)域的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，爭取在gps定位等方面謀求突破，并逐步介入汽車電子信息系統(tǒng)其他領(lǐng)域。 嵌入式軟件開發(fā)外包的機會將在未來很長一段時間內(nèi)存在，這是劉積仁進軍汽車電子領(lǐng)域的認識論基礎(chǔ)。他告訴記者，中國具有豐富而廉價的人力資源，阿爾派選擇東軟這種國內(nèi)的軟件開發(fā)商，將極大地降低開發(fā)成本。而東軟也在合作的過程中不斷提高自己的研發(fā)能力，從基本的coding逐步轉(zhuǎn)向程序整體設(shè)計。3、飛思卡爾（freescale）飛思卡爾汽車電子業(yè)務(wù)著重在汽車網(wǎng)絡(luò)解決

12、方案、駕駛員信息系統(tǒng)、輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)、車身控制模塊系統(tǒng)等解決方案架構(gòu)。因mpc5500低成本、柔性化、定量化、高性能的架構(gòu)，飛思卡爾將推廣為動力總成和底盤應(yīng)用，建立以mpc5500為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的平臺。這也表明，半導(dǎo)體廠商已由單純的元器件供應(yīng)商向系統(tǒng)級解決方案供應(yīng)商轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)汽車電子市場模塊化、系統(tǒng)化供貨的需求。另外飛思卡爾攜手metrowerks推進linux在汽車娛樂電子系統(tǒng)的應(yīng)用，其硬件采用飛思卡爾面向汽車應(yīng)用領(lǐng)域的mobilegt架構(gòu)和total5200開發(fā)平臺，以linux支持包(bsp)對平臺軟件開發(fā)環(huán)境進行優(yōu)化。metrowerks linux bsp的特長在于創(chuàng)建多種多樣的聯(lián)網(wǎng)

13、汽車產(chǎn)品，集無線、圖形、音頻和gps技術(shù)等特性于一體。4、windriver的汽車電子平臺成立于1981年的wind river systems（wrs）公司，目前是全球提供嵌入軟件和服務(wù)的著名公司之一。wrs為各行業(yè)提供軟件開發(fā)工具、實時操作系統(tǒng)、先進的連接手段，包括：電信、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)碼攝像、網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療、計算機外設(shè)、汽車、工業(yè)測量和控制、航空等領(lǐng)域。汽車電子是wrs重點發(fā)展的戰(zhàn)略領(lǐng)域之一，wsr推出的汽車電子平臺（platform ad：platform for automotive devices）如圖1-2-1所示，其發(fā)展規(guī)劃如圖1-2-2所示。圖1-2-1 windriver的汽車電

14、子平臺圖1-2-2 windriver汽車電子平臺發(fā)展規(guī)劃wrs的platform ad的主要特點如下： 多操作系統(tǒng)支持策略，現(xiàn)時支持vxworks操作系統(tǒng)和linux操作系統(tǒng)； 支持各種主流cpu，提供豐富的bsp，如powerpc, superh, arm, mips, pentium, xscale、freescale mpc5200、renesas sh4 and sh4a、se sh7751r (solution engine) and sh 7770 (lambic) 等； 可視的、集成的、有好的開發(fā)調(diào)試界面和豐富的工具； 高可靠性、良好的可裁剪性； 支持第三方合作伙伴的軟件包。迄

15、今為止，windriver與許多全球領(lǐng)先的汽車電子廠商都有成功合作，如bmw、bosch/blaupunkt、daimler chrysler、delphi、gm、harman/becker、hyundai、magneti-marelli、nissan、siemens vdo、vw、audi、opel、xanavi、visteon等。另外風(fēng)河將進一步加速發(fā)展車載資訊娛樂系統(tǒng)和telematics標(biāo)準(zhǔn)，并以此推進comet(communityenablingtelematicsobjectives)協(xié)作計劃在歐洲的實施。作為車載設(shè)備和telematics中間件領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先公司，windrive

16、r為整個聯(lián)盟提供了滿足汽車市場需求的各種技術(shù)支持。通過與comet計劃中其他公司的緊密合作，windriver公司已經(jīng)成為推動汽車工業(yè)發(fā)展進程中不可或缺的一股力量。5、hopen汽車電子平臺凱思昊鵬公司開發(fā)的“hopen汽車電子平臺”是新一代的智能化的汽車移動應(yīng)用平臺。它以汽車為承載平臺，融合了安全、通訊、資訊、娛樂、導(dǎo)航、辦公、服務(wù)等多種功能，為汽車電子的發(fā)展，起到了巨大的推動作用?！癶open汽車電子平臺”實現(xiàn)的主要功能如下： 定位服務(wù)：汽車通過gps得到車輛當(dāng)前的經(jīng)緯度信息，然后從gis中心下載該地區(qū)范圍的地理信息，并在終端上顯示汽車的正確位置； 求助服務(wù)：當(dāng)用戶在車內(nèi)遇到緊急情況時，可

17、以用最快的方式向外界發(fā)出求助信號，通知有關(guān)人員或事故處理中心，實現(xiàn)快速救援； 事務(wù)助理：為汽車用戶提供一些便利的事務(wù)處理功能，主要包括個人助理和文件傳輸； 支持終端服務(wù)：可以遠程登錄到辦公室或者家里的計算機上，在車載終端上訪問計算機，進行遠程辦公，以及上網(wǎng)、收發(fā)郵件等； 信息娛樂服務(wù)：為汽車用戶提供信息和娛樂服務(wù)，主要功能包括多媒體播放、移動夢網(wǎng)功能等； 提供汽車電子軟件系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)工具（sdk），用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)定制開機畫面、屏幕保護、密碼以及其他個性化設(shè)置； 運行平臺：軟件采用linux操作系統(tǒng)、硬件采用intel xscale。盡管國內(nèi)外已經(jīng)有一些企業(yè)推出了針對汽車電子的一些軟件產(chǎn)

18、品，但在本領(lǐng)域的競爭主要是是標(biāo)準(zhǔn)之間的競爭，行業(yè)聯(lián)盟之間的競爭，目前的競爭處在初期階段，整個市場處在一個快速發(fā)展期，遠未達到飽和競爭狀態(tài)。為了在市場中贏得競爭優(yōu)勢，一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)聯(lián)盟也隨之出現(xiàn)，下面對其中主要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)境進行簡要介紹。1、osek/vdx標(biāo)準(zhǔn)osek/vdx是由歐洲汽車廠商和科研機構(gòu)聯(lián)合提出的一個項目，主要目標(biāo)是定義用于汽車電子的rtos、軟件接口、通信功能和網(wǎng)絡(luò)管理等，對汽車電子軟件開發(fā)平臺作了較為全面的定義與規(guī)定，目前這一系列標(biāo)準(zhǔn)已被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)（iso17356）。為了解決汽車中軟件含量增加、在操作系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)方面重復(fù)開發(fā)、軟件工程師的效率不能滿足高質(zhì)量產(chǎn)品的要求

19、等諸多問題，歐洲汽車行業(yè)在20世紀(jì)90年代提出了車內(nèi)多控制單元的開放式分布控制標(biāo)準(zhǔn)osek/vdx(open system and corresponding interfaces for automotive electronics/vehicle distributed executive)。其含義是汽車電子系統(tǒng)的開放平臺和統(tǒng)一接口，主要包括操作系統(tǒng)os、通信com、網(wǎng)絡(luò)管理nm和osek實現(xiàn)語言oil等四個標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)是歐洲汽車行業(yè)先進開發(fā)技術(shù)的總結(jié)，提供了將各種先進汽車電子設(shè)備有機集合在一起的網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)規(guī)范。圖1-2-3 osek os在osek/vdx中的層次模型ose

20、k/ vdx操作系統(tǒng)（os）定義了一個小的、可伸縮的實時操作系統(tǒng)rtos，對于存儲容量有限和功能專用的嵌入式系統(tǒng)是非常理想的。從運行在8位微處理器上的系統(tǒng)到運行在32位處理器上的系統(tǒng)都可以使用這個os。osek/ vdx的os可以對中斷級、系統(tǒng)行為級和任務(wù)級3個級別的事件進行處理。此外操作系統(tǒng)還提供了任務(wù)管理、調(diào)度、事件管理、內(nèi)存資源管理、報警和出錯處理等諸多功能。os在osek/vdx中的層次模型如圖1-2-3所示。osek/vdx的通信com定義了一個應(yīng)用程序內(nèi)或者應(yīng)用程序之間進行任務(wù)間或者處理器之間通信的接口和協(xié)議。該協(xié)議提供標(biāo)準(zhǔn)api服務(wù)，每個標(biāo)準(zhǔn)都可以獨立操作。通信力求獨立于協(xié)議，并

21、使其在任何環(huán)境下都能靈活運用。與com一起最常用的網(wǎng)絡(luò)硬件是控制器局域網(wǎng)（can），它已成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，應(yīng)用于汽車和工業(yè)領(lǐng)域。該規(guī)范并不排除其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如以太網(wǎng)的tcp/ip協(xié)議、點對點協(xié)議或者其他專用協(xié)議，并且在單一的com環(huán)境中，多個硬件網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)可以混合使用。com規(guī)范定義了異步通信模型，應(yīng)用程序在恢復(fù)運行之前不必等待消息，并且當(dāng)它得不到請求的消息時，也不會被阻塞，消息的內(nèi)容和使用方法與com無關(guān)。osek/vdx網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范定義了監(jiān)控靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的算法，提供了一個控制網(wǎng)絡(luò)管理組件的應(yīng)用程序接口api，擴展了網(wǎng)絡(luò)提供的狀態(tài)和配置信息。osek/vdx的nm為網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控提供了兩種機制

22、：一種是通過監(jiān)控應(yīng)用的消息進行間接監(jiān)控；另一種是對于特定的網(wǎng)絡(luò)管理利用標(biāo)記機制進行直接監(jiān)控。osek nm的應(yīng)用主要包括osek/vdx nm 與應(yīng)用程序的接口(api)、節(jié)點監(jiān)控的算法、osek/vdx nm 與osek com 的接口、轉(zhuǎn)換到睡眠狀態(tài)的算法、osek/vdx nm 協(xié)議數(shù)據(jù)單元(nmpdu)等。另外，為了達到軟件可移植的目標(biāo)，osek oil 規(guī)范提供一種在特定cpu 中配置osek 應(yīng)用的機制。每個cpu對應(yīng)一個oil描述，所有的osek系統(tǒng)對象用oil 對象來描述。osek 應(yīng)用的oil 描述是一組oil 對象的組合，cpu 是這些oil 對象的容器。oil 明確地為每

23、個oil 對象定義了所有標(biāo)準(zhǔn)屬性。每個osek應(yīng)用可以定義附加的特殊執(zhí)行屬性和引用并限制每個屬性的取值范圍。oil文件可以是手寫的或者是系統(tǒng)配置工具產(chǎn)生。汽車工業(yè)api 標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)是在開發(fā)時間和降低成本、提高軟件質(zhì)量和模塊的可移植性上邁進了一大步。不同的一致類、不同的調(diào)度模式和靜態(tài)配置的特征保證了osek/ vdx os能廣泛地運用在不同的場合，適用于不同的硬件。目前已經(jīng)有很多能提供符合osek/ vdx 的操作系統(tǒng)供應(yīng)商，如windriver、motorola、etas 、sysgo、accelerated technologies 和realogy 都在推動osek/ vdx的發(fā)展和應(yīng)用。

24、我國已經(jīng)將開發(fā)符合osek/vdx標(biāo)準(zhǔn)的汽車電子嵌入式軟件平臺及關(guān)鍵技術(shù)的研究列入“863”計劃的軟件重大專項中，以清華、浙大等為代表的高校進行了前期的研究，與相關(guān)企業(yè)等合作的產(chǎn)品應(yīng)用也已經(jīng)基本成型，為實現(xiàn)符合osek標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)和平臺的產(chǎn)業(yè)化打下了良好的基礎(chǔ)。2、autosarautosar（automotiveopensystemarchitecture，汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)）是由國際知名的幾家汽車、電子和軟件業(yè)界的主要廠商建立起來的行業(yè)組織，該團體由德國寶馬、戴姆勒克萊斯勒及羅伯特博世等公司于2003年7月設(shè)立。其宗旨是為了規(guī)范汽車電子產(chǎn)品、軟件和元器件的互通性，為汽車電子控制系統(tǒng)軟件接口

25、和軟件模塊制訂標(biāo)準(zhǔn)。其標(biāo)準(zhǔn)就是autosar(autosar軟件架構(gòu)見圖1-2-4)，主要目標(biāo)是：確立汽車廠商及ecu廠商開發(fā)軟件所需的通用基礎(chǔ)、統(tǒng)一汽車業(yè)界軟件部件間的界面等。以此提高以ecu為開端的軟件開發(fā)效率、使更新更為容易。圖1-2-4 autosar軟件架構(gòu)目前，autosar的核心成員共有9家公司，分別是寶馬、羅伯特博世、德國大陸、戴姆勒克萊斯勒、美國福特、法國標(biāo)致雪鐵龍、德國西門子vdo、豐田汽車及德國大眾。起初，autosar致力于通過集成諸如操作系統(tǒng)、總線技術(shù)、通信層、硬件抽象層、api(應(yīng)用編程接口)和標(biāo)準(zhǔn)庫功能等元素對基本的系統(tǒng)功能進行標(biāo)準(zhǔn)化。連接這些元素的“粘合劑”是a

26、utosar rte(運行時間環(huán)境)。autosar rte屬于軟件層，它負責(zé)管理各種不同服務(wù)和底層硬件的標(biāo)準(zhǔn)軟件接口。這些軟件接口是特定設(shè)備軟件組件的主要組成部分。按照rte的定義，rte是一種虛擬功能總線，它起到通信中心的作用，ecu之間所有的信息交換都在rte中進行。rte建立在提供諸如操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信等服務(wù)的基本軟件層之上。通過標(biāo)準(zhǔn)外圍控制器抽象層(spal)，這一基本的軟件層實現(xiàn)了對硬件的抽象化。其中，spal包含了微控制器、存儲器和輸入輸出接口的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動程序。此外，通過特定設(shè)備抽象層，spal和底層的ecu可以互相通信。這里的特定設(shè)備抽象層包含了外部設(shè)備的驅(qū)動程序，并提供了api

27、(應(yīng)用編程接口)從而實現(xiàn)對設(shè)備及其外圍的訪問。一系列可以直接訪問微控制器資源的復(fù)雜的驅(qū)動程序，如外圍控制處理器和定時處理器單元，還可以檢測傳感器的性能以及實現(xiàn)對執(zhí)行器的控制，包括諸如燃料噴射器之類的對時間要求嚴(yán)格的模塊。汽車制造商面臨的其它嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)包括減少分布式微控制器的數(shù)量。根據(jù)模擬器件公司的steyerl提供的數(shù)據(jù)，包含所有附加功能的最新的寶馬5系列車型擁有95個ecu，其中，每個ecu至少包含一個微控制器。應(yīng)用更集成化的架構(gòu)和更多的功能強大的芯片有望簡化整個系統(tǒng)并大大減少嵌入式處理器的數(shù)量，從而可以降低成本并改善可靠性。3、telematicstelematics是目前汽車電子行業(yè)蘊涵

28、巨大商機的一種具有代表性的前沿技術(shù)。簡單的說，telematics就是指應(yīng)用無線通信技術(shù)的車載電腦系統(tǒng)。telematics是遠距離通信的電信（telecommunication）和信息科學(xué)（informatics）的合成詞，按字面可定義為通過內(nèi)置在汽車、航空、船舶、火車等運輸工具上的計算機系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航裝置、交換文字、語音等信息的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而提供信息的服務(wù)系統(tǒng)。telematics目前主要應(yīng)用在車載系統(tǒng)上，而最早是想通過提高互聯(lián)網(wǎng)上信息的傳播效率，改善有關(guān)業(yè)務(wù)或政府有關(guān)的公共服務(wù)。因此，telematics基本上可以認為是計算機與無線通信技術(shù)的綜合產(chǎn)物。根據(jù)使用目的不同，可分為

29、三種基本類型，即交通信息與導(dǎo)航服務(wù)、安全駕駛與車輛保護及故障診斷的車輛維護服務(wù)、娛樂及通信服務(wù)。為達到上述功能，同時也需要提供全球定位系統(tǒng)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（gis:geo-graphic information system）、智能型交通系統(tǒng)（its:intelligent transport systems）技術(shù)。除了目前已有的車載音響、車載電話等常用功能，它還可提供衛(wèi)星定位、衛(wèi)星導(dǎo)航、無線pda上網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)游戲、在線電視等等先進業(yè)務(wù)，功能非常強大。汽車行駛當(dāng)中出現(xiàn)故障時，通過無線通信連接服務(wù)中心；通過終端機接收郵件并查看交通地圖，在后座還可以玩網(wǎng)絡(luò)電子游戲。內(nèi)置在發(fā)動機上的計算機記錄汽車主

30、要部件的狀態(tài)，并隨時為維修人員提供準(zhǔn)確的故障位置和原因。目前，整個國際汽車行業(yè)一片繁榮，作為行業(yè)技術(shù)引領(lǐng)者的美國、歐洲、日本、韓國等國家都以推出具有類似功能的汽車，專業(yè)機構(gòu)分析，市場前景廣闊。4、汽車總線協(xié)議目前汽車上普遍采用的汽車網(wǎng)絡(luò)有：局部互聯(lián)協(xié)議lin（local interconnect portocol）、控制區(qū)域網(wǎng)can（cortroller area network或稱現(xiàn)場控制總線）。正在發(fā)展中的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還有高速容錯網(wǎng)絡(luò)協(xié)議flexray，用于汽車多媒體和導(dǎo)航的most。圖1-2-5主要汽車總線協(xié)議對比圖1-2-5是幾種主要汽車總結(jié)協(xié)議的對比，下面分別對上述協(xié)議進行簡單介紹：

31、1） linlin（local interconnect protocol）是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，采用單個主控制器/多個從設(shè)備的模式，在主從設(shè)備之間只需要一根12v的信號線。 最高傳輸速率可達20kbps,典型的lin網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)可以達到12個。以門窗控制為例，在車門上有門鎖、車窗玻璃開關(guān)、車窗升降電機、操作按鈕等，只需要一個lin網(wǎng)絡(luò)就可以滿足要求。而通過can網(wǎng)關(guān)，lin網(wǎng)絡(luò)還可以和汽車其他系統(tǒng)進行信息交換，實現(xiàn)更豐富的功能。例如中控、安全等。lin的主從式結(jié)構(gòu)不會因為一個從設(shè)備的故障而破壞整個網(wǎng)絡(luò)。目前l(fā)in已經(jīng)成為國際標(biāo)準(zhǔn)，被多數(shù)整車廠商和配件廠商所接受。2） cancan（

32、controller area network）是目前使用最廣泛的一種汽車網(wǎng)絡(luò)，從10萬元以下的國產(chǎn)賽弗到過百萬的奔馳都不同程度的使用了can。有統(tǒng)計顯示，2000年全球can節(jié)點的銷售超過了1億個節(jié)點。can總線是一種多主方式的串行通訊總線，最高速率可以達到1mbps，有很高的抗干擾能力。連接于各個ecu之間的can總線實際上是由can控制器、收發(fā)器和一對雙絞線構(gòu)成。can總線控制器可以撿出各種錯誤并可以讓出錯的單元退出總線，另外can總線還有優(yōu)先級控制可以滿足實時通訊。在一輛汽車?yán)锿ǔＳ袃蓷l或三條獨立的can總線，速度低于125kbps的can總線通常用于非關(guān)鍵實時的“舒適系統(tǒng)”，例如天窗

33、、座椅、門窗、空調(diào)和前后燈。一般而言這些系統(tǒng)會先就近連成一個lin網(wǎng)絡(luò)，然后通過網(wǎng)關(guān)與can總線相連。低速can總線有自動休眠功能，總線可以讓沒有操作的節(jié)點進入節(jié)電模式，在需要的時候再由總線喚醒。高速總線的速度可以達到500kbps甚至1mbps，主要用于關(guān)鍵實時系統(tǒng)，例如引擎管理、防抱死系統(tǒng)、巡航系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)等。高速can和低速can通過網(wǎng)關(guān)連接在一起構(gòu)成整個汽車網(wǎng)絡(luò)，通常這些網(wǎng)關(guān)設(shè)在儀表盤。3） flexrayx by wire是未來汽車的發(fā)展方向，簡單得說就是線控操作。該技術(shù)來源于飛機制造，基本思想就是用電子控制系統(tǒng)代替機械控制系統(tǒng)，減輕重量提高可靠性。其中x是指油門、制動、方向等操作

34、，例如電子油門、電子制動、電子方向控制等等。由于整個設(shè)計思想涉及動力、制動、方向控制等關(guān)鍵功能，對汽車網(wǎng)絡(luò)也就提出了不同要求。目前存在相互競爭的幾種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，比如時間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議ttp（timetriggered protocol）和高速容錯網(wǎng)絡(luò)flexray。其中flexray得到眾多實力廠商例如寶馬、大眾通用支持，最近包括豐田、日產(chǎn)、本田等一些亞洲汽車廠商也加入了flexray標(biāo)準(zhǔn)組織，使之有可能成為事實標(biāo)準(zhǔn)。flexray設(shè)計主要要滿足兩方面的要求：首先是可靠性要求。因此flexray采用冗余備份的辦法，分別由兩條總線和兩個網(wǎng)絡(luò)控制單元構(gòu)成一個完整網(wǎng)絡(luò)，每個ecu分別和兩條總線相連，正常

35、情況下可以利用雙通道進行數(shù)據(jù)傳遞，當(dāng)其中一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時也可以由另一個備份網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)通訊任務(wù)。其次flexray還必須滿足速率要求，發(fā)動機、制動和方向等控制有很強的實時特性，必須有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率才能滿足。flexray采用時分多路訪問技術(shù)（tdma），將總線劃分成很多時隙，各設(shè)備按照優(yōu)先級占用不同的時隙實現(xiàn)對總線的復(fù)用。同時flexray支持星型連接和總線連接，對高速設(shè)備可以采用點對點方式與flexray總線控制器連接，構(gòu)稱星型結(jié)構(gòu)；對低速網(wǎng)絡(luò)可以采用類似can總線的方式連接。4） mostmost（media oriented systems transport）合作組由汽車制造商、視聽

36、設(shè)備制造商、系統(tǒng)架構(gòu)師以及核心構(gòu)件提供商等合作建立。他們共同定義和采納了一組多媒體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用對象模型。bmw, daimlerchrysler, harman/becker和smsc在1998年創(chuàng)建了most合作組，以對most技術(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)化工作。合作組代表了成員們的共同利益。協(xié)調(diào)成員間的工作，以便使most成為iso，sae，its,ami-c等組織批準(zhǔn)的車載多媒體標(biāo)準(zhǔn)。most合作組負責(zé)開發(fā)和推廣most技術(shù)。不僅制定了光纖接口和連接器規(guī)范，也發(fā)布了網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的most平臺規(guī)范。此外，most合作組定義了流模型和相關(guān)類（例如具有輸入輸出功能的帶數(shù)據(jù)的聲音處理對象）、設(shè)備類（例如媒體和通

37、信設(shè)備）等相關(guān)規(guī)范。合作組還發(fā)布了應(yīng)用層的功能目錄（例如媒體播放器、收音機、瀏覽系統(tǒng)等），并提供了通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和事例實現(xiàn)而定義的基本網(wǎng)管。定義了音頻、視頻，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和通信、高速包傳輸協(xié)議等設(shè)備的驅(qū)動。most采用了先進的軟件思想和方法學(xué)，對基于汽車內(nèi)的車載多媒體傳輸提供了統(tǒng)一的解決方案。就協(xié)議發(fā)展的本身而言，most和can、lin、flexray等協(xié)議一道，構(gòu)成了針對不同問題的有機總線解決方案的整體。而most同時，由于其針對問題與其他三個總線標(biāo)準(zhǔn)的問題存在一定差異，也就表現(xiàn)出了一定的獨立性。而這樣的獨立性，由于其技術(shù)上oo方法學(xué)的支持，具有較強的包容性。同時，業(yè)務(wù)目標(biāo)相對單一，直接得到產(chǎn)業(yè)

38、界的支持，和d2b與1394比較起來，能夠維持較長的時間，成為汽車多媒體方面的主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。1.3 項目技術(shù)先進性，對相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進步的推動作用針對汽車電子行業(yè)對提高開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的需求，研制一種支持用戶進行可視化系統(tǒng)開發(fā)的系統(tǒng)開發(fā)界面，該開發(fā)界面采用所見即所得的設(shè)計思想，為開發(fā)提供了快速開發(fā)系統(tǒng)的手段。本項目建設(shè)的重點就是研制開發(fā)面向汽車電子的嵌入式可視化集成開發(fā)環(huán)境（ide），該ide可以運行在包括windows在內(nèi)的多種操作系統(tǒng)環(huán)境下，并提供一致的圖形接口和人機界面，所有的開發(fā)工具都適用于開發(fā)不同類型的汽車電子產(chǎn)品。本項目將徹底改變上述汽車電子開發(fā)中存在的問題。本項目的技術(shù)先進性

39、體現(xiàn)在：1)提供適用不同汽車電子產(chǎn)品的、安全可信的嵌入式實時操作系統(tǒng)內(nèi)核；2)通過提供可視化的ide開發(fā)環(huán)境、交叉編譯環(huán)境、最小運行系統(tǒng)、應(yīng)用程序框架、多操作系統(tǒng)支持、多硬件平臺支持等功能，使研發(fā)人員能快速、靈活地開發(fā)各種汽車電子產(chǎn)品；3)規(guī)范了linux bsp的開發(fā)，通過制訂統(tǒng)一的linux bsp標(biāo)準(zhǔn)，來最大限度的重用代碼、減少bsp開發(fā)時間；4)操作系統(tǒng)支撐系統(tǒng)提供了對vxworks、psos、osek、windows及l(fā)inux的支持，規(guī)范了應(yīng)用軟件的架構(gòu)設(shè)計，使得原有的應(yīng)用軟件可以無縫從一種rtos移植到另外一種操作系統(tǒng)；5)創(chuàng)新地設(shè)計了面向汽車電子的層次化、模塊化集成開發(fā)環(huán)境，形

40、成大平臺小產(chǎn)品的開發(fā)模式，該ide具有良好的可配置、可裁減性和可擴展性，有效地提高了產(chǎn)品的市場競爭力；6)支持kernel源代碼級的調(diào)試和應(yīng)用程序源代碼級的調(diào)試，且通過提供windows環(huán)境下的集成環(huán)境，方便了基于linux、vxworks等嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)調(diào)試。該項目完成后，將在汽車電子核心技術(shù)之一的嵌入式操作系統(tǒng)及其集成開發(fā)環(huán)境等方面全面突破，并形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)品?；谶@些軟件產(chǎn)品，結(jié)合國內(nèi)整車制造廠在汽車電子上的技術(shù)積累以及中興通訊等設(shè)備廠商在網(wǎng)絡(luò)、終端等產(chǎn)品上的優(yōu)勢，將能夠快速地推出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車電子產(chǎn)品，從而打破國外公司在這個領(lǐng)域上的壟斷地位，擴大

41、國內(nèi)廠商在汽車電子市場上的份額，并帶來了良好的社會經(jīng)濟效益。1.4 項目目前進展情況嵌入式linux操作系統(tǒng)在車載電子系統(tǒng)，如車載信息終端、車載多媒體設(shè)備、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、行車記錄儀、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等方面具有非常大的應(yīng)用空間。zte embsys是中興通訊在linux的基礎(chǔ)之上開發(fā)的一整套嵌入式系統(tǒng)解決方案，其最大的特點在于保留了linux操作系統(tǒng)兼容性、可移植性、可擴展性的前提下，實現(xiàn)了硬實時的用戶任務(wù)支持，并提供os支撐系統(tǒng)（oss）調(diào)試跟蹤工具、集成開發(fā)環(huán)境、通用組件等豐富的支持。zte embsys系統(tǒng)部分由klib-c模塊、kth庫模塊和embsys內(nèi)核組成，其中klib-c模塊提供基本

42、的libc-c庫函數(shù)的支持；kth模塊提供內(nèi)核線程管理、信號量管理、對象管理、日志機制和內(nèi)存管理功能，并提供基于內(nèi)核的shell，以方便對應(yīng)用的調(diào)試；zte embsys內(nèi)核管理硬件并提供系統(tǒng)服務(wù)支持。另外zte embsys還實現(xiàn)了以下功能：l 支撐子系統(tǒng)：包括操作系統(tǒng)適配軟件模塊、調(diào)度管理軟件模塊、進程通信軟件模塊、內(nèi)存管理軟件模塊、定時管理軟件模塊、文件系統(tǒng)軟件模塊、異常處理軟件模塊、系統(tǒng)監(jiān)控軟件模塊、分級打印軟件模塊、命令行軟件模塊等功能；l 集成開發(fā)環(huán)境：提供對實時linux內(nèi)核以及構(gòu)建在其上的應(yīng)用程序的調(diào)試功能，并提供圖形化的調(diào)試開發(fā)環(huán)境；l 通用組件：提供嵌入式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等通用組

43、件；l 自動測試工具子系統(tǒng)：提供基于消息的自動測試功能，可以通過tcl腳本設(shè)計測試用例，并分析返回的消息；到目前為止，zte embsys系統(tǒng)已經(jīng)成功運用在電信系統(tǒng)設(shè)備和終端設(shè)備上，包括zxr10 t64高端路由器、cdma 2000 1x 基站系統(tǒng)、zxa10 adsl modem、高端智能手機e3等。2 技術(shù)方案論述2.1 項目創(chuàng)新點及達到的技術(shù)水平2.1.1 項目創(chuàng)新點論述本項目的主要創(chuàng)新點包括：1)提供適用不同汽車電子產(chǎn)品的、安全可信的嵌入式實時操作系統(tǒng)內(nèi)核；2)通過提供可視化的ide開發(fā)環(huán)境、交叉編譯環(huán)境、最小運行系統(tǒng)、應(yīng)用程序框架、多操作系統(tǒng)支持、多硬件平臺支持等功能，使研發(fā)人員能

44、快速、靈活地開發(fā)各種汽車電子產(chǎn)品；3)規(guī)范了linux bsp的開發(fā)，通過制訂統(tǒng)一的linux bsp標(biāo)準(zhǔn)，來最大限度的重用代碼、減少bsp開發(fā)時間；4)操作系統(tǒng)支撐系統(tǒng)提供了對vxworks、psos、osek、windows及l(fā)inux的支持，規(guī)范了應(yīng)用軟件的架構(gòu)設(shè)計，使得原有的應(yīng)用軟件可以無縫從一種rtos移植到另外一種操作系統(tǒng)；5)創(chuàng)新地設(shè)計了面向汽車電子的層次化、模塊化集成開發(fā)環(huán)境，形成大平臺小產(chǎn)品的開發(fā)模式，該ide具有良好的可配置、可裁減性和可擴展性，有效地提高了產(chǎn)品的市場競爭力；6)支持kernel源代碼級的調(diào)試和應(yīng)用程序源代碼級的調(diào)試，且通過提供windows環(huán)境下的集成環(huán)境

45、，方便了基于linux、vxworks等嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)調(diào)試。2.1.2 項目完成時達到的技術(shù)水平項目完成時將開發(fā)出下列產(chǎn)品：1、 自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)品n 自主知識產(chǎn)權(quán)的嵌入式linux操作系統(tǒng)n 自主知識產(chǎn)權(quán)的跨操作系統(tǒng)平臺n 自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車電子集成開發(fā)環(huán)境2、 基于汽車電子集成開發(fā)環(huán)境的車載終端產(chǎn)品n 具備通信、定位、導(dǎo)航、娛樂、監(jiān)控功能的車載終端上述產(chǎn)品將達到下列的技術(shù)水平：n 支持8位、16位和32位的處理器；n 支持內(nèi)存靜態(tài)配置；n 嚴(yán)格的片內(nèi)存儲器要求；n 滿足高實時性要求；n 支持全搶占、非搶占和混合式調(diào)度方式；n 支持周期性任務(wù)；n 支持多種國際主流處理器，包

46、括：arm、intel 196、motorola 68hcs12、philips lpc2119等。n 基于消息機制支持設(shè)備內(nèi)部和設(shè)備之間的通訊；n 支持三種消息傳輸模式：直接式、周期式、混合式；n 提供通知機制向任務(wù)報告消息收發(fā)情況；n 通過對象字典（object dictionary）對設(shè)備功能進行描述；n 通過標(biāo)準(zhǔn)化的事件觸發(fā)的高優(yōu)先級突發(fā)報文用于報告設(shè)備故障；n 支持包括can等現(xiàn)場總線在內(nèi)的傳輸方式。2.2 項目技術(shù)方案論述2.2.1 項目主要研究內(nèi)容概述本項目的主要研究內(nèi)容包括4個方面，分別為：n 嵌入式linux操作系統(tǒng)對于汽車電子產(chǎn)品來說，嵌入式linux在商業(yè)和技術(shù)上的優(yōu)勢非

47、常具有吸引力。由于可更好地適應(yīng)電子市場發(fā)展步伐所需的創(chuàng)新周期和需求，所以開放源代碼軟件是汽車制造商自然而然的選擇?？缮壖軜?gòu)的關(guān)鍵特性和快速的技術(shù)轉(zhuǎn)移為廣泛采用linux作為操作系統(tǒng)平臺創(chuàng)造了機遇。linux能提供構(gòu)建開放源代碼和可升級汽車計算平臺的必要基礎(chǔ)。作為一種操作系統(tǒng)，linux固有的穩(wěn)定性將支持所有開發(fā)。向基于過程的開發(fā)方法轉(zhuǎn)移要求linux平臺具有更多優(yōu)點，它必須能滿足駕駛者所期望的速度快速啟動和復(fù)位，并對來自can或者most總線的車內(nèi)信息進行快速響應(yīng)。由于其獨特的處理模式，linux能處理局部故障而不會導(dǎo)致大規(guī)模的系統(tǒng)崩潰，并且能從這些故障中恢復(fù)。linux還具有廣泛的可用性，

48、因此在開發(fā)來自外部需求的兼容性硬件和軟件時不會有任何障礙，這意味著與其它開發(fā)模式相比，它的系統(tǒng)集成和成本控制是可預(yù)測的。按需要加載/卸載設(shè)備驅(qū)動程序是linux非常適合于遠程信息處理和駕駛者界面應(yīng)用的另外一個關(guān)鍵點。這種根據(jù)需要裝載設(shè)備驅(qū)動程序的功能可確保linux平臺一直具有最佳操作速度。對許多產(chǎn)品來說，linux系統(tǒng)已經(jīng)具備良好的實時響應(yīng)特性，但還可對它進一步優(yōu)化以適應(yīng)遠程信息處理和駕駛者界面應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體生產(chǎn)商越來越多使用linux進行硅片生產(chǎn)前的評估和性能測試，市場推動力不斷加大。此外，芯片設(shè)計工程師正逐漸理解軟件架構(gòu)對芯片銷售的重要性，他們開始采用經(jīng)過優(yōu)化的linux芯片和主板支持

49、包來展示器件的關(guān)鍵特性，并且市場和技術(shù)環(huán)境的融合也不斷地引導(dǎo)linux在這個領(lǐng)域獲得成功。由于linux具有源代碼可自由獲得、無單個產(chǎn)品的版權(quán)費、支持大量的硬件設(shè)備、linux 已經(jīng)是一個全球性的標(biāo)準(zhǔn)以及l(fā)inux 是一個成熟、高效、健壯、可靠、模塊化、非常易于配置的操作系統(tǒng)，linux得到了越來越廣泛的應(yīng)用，而嵌入式linux 已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)地改變了嵌入式實時操作系統(tǒng)的市場前景。采用嵌入式linux，制造商對嵌入式操作系統(tǒng)更好的控制權(quán)，并且大大降低開發(fā)成本，而最終用戶則可得到更有價值的且價格較低的產(chǎn)品。n 可視化集成開發(fā)環(huán)境(ide)針對汽車電子行業(yè)對提高開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的需求，研制

50、一種支持用戶進行可視化系統(tǒng)開發(fā)的系統(tǒng)開發(fā)界面，該開發(fā)界面采用所見即所得的設(shè)計思想，為開發(fā)提供了快速開發(fā)系統(tǒng)的手段。本項目建設(shè)的重點就是研制開發(fā)面向汽車電子的嵌入式可視化集成開發(fā)環(huán)境（ide），該ide可以運行在包括windows在內(nèi)的多種操作系統(tǒng)環(huán)境下，并提供一致的圖形接口和人機界面，所有的開發(fā)工具都適用于開發(fā)不同類型的汽車電子產(chǎn)品。本項目在開源代碼的基礎(chǔ)上，結(jié)合linux實時性改造內(nèi)核的要求，基于中興自主研發(fā)的嵌入式linux操作系統(tǒng)，研制開發(fā)面向汽車電子的基于模型的嵌入式可視化集成開發(fā)環(huán)境zte-s smartide。本項目將采用ibm的開放源代碼的 eclipse為原型進行集成開發(fā)環(huán)境的

51、開發(fā)。eclipse是一個開放的，可擴展的集成開發(fā)環(huán)境，它主要是一個工具的平臺，工具的開發(fā)環(huán)境。包括eclipse平臺本身和一套工具，一起構(gòu)成用于創(chuàng)建基于eclipse的工具的sdk（軟件開發(fā)工具包）。eclipse以支持插件的方式來提供對c/c+的支持，用戶開發(fā)的編譯調(diào)試等工具可以通過eclipse的接口來集成進eclipse平臺，從而實現(xiàn)對用戶指定語言的支持。n 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫為了加快基于汽車計算平臺的信息處理系統(tǒng)的設(shè)計及開發(fā)速度、降低相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)成本并提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，本項目將提供部分汽車電子產(chǎn)品軟件中常用的一些模塊，如嵌入式數(shù)據(jù)庫、精簡ipv4/ipv6協(xié)議棧、gis、無線、多媒體、gu

52、i、wap、安全等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。這些標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件主要來源于中興通訊高端智能手機和各種通信設(shè)備的研發(fā)成果，大部分標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件已經(jīng)在在相關(guān)產(chǎn)品中得到了實際應(yīng)用，具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。n 車載信息終端車載信息終端即是直接面對用戶，與用戶互動交流的電子產(chǎn)品，用戶無需了解產(chǎn)品內(nèi)復(fù)雜的技術(shù)與結(jié)構(gòu)，只需要對產(chǎn)品進行簡單的操作，便可享受先進的電子軟件技術(shù)給生活帶來的便捷。2.2.2 嵌入式linux操作系統(tǒng)解決方案linux系統(tǒng)包括linux內(nèi)核、系統(tǒng)庫、引導(dǎo)程序、驅(qū)動程序幾個部分，如圖2-2-1所示。圖2-2-1 嵌入式linux操作系統(tǒng)主要功能如下：l 進程通訊：linux的進程間通訊機制可分為信號、信號量、管道

53、、共享內(nèi)存和消息隊列，進程間通信機制與硬件平臺無關(guān)。l 內(nèi)存管理：linux 的內(nèi)存管理采取的是分頁機制，它的設(shè)計目的是分時多任務(wù)，linux可同時處理數(shù)百個任務(wù)(可以通過內(nèi)核代碼修改)，它采用了兩級機制來分別處理內(nèi)核進程與用戶進程的內(nèi)存管理。linux虛擬內(nèi)存需要通過地址映射機制、內(nèi)存的分配與回收、分頁機制、交換機制、內(nèi)存共享等機制來實現(xiàn)。l 進程管理與調(diào)度：進程是操作系統(tǒng)的重要核心之一，因為操作系統(tǒng)的存在歸根結(jié)底就是為了提供一個運行程序的空間。linux是一個多處理操作系統(tǒng)，可以同時存在多個進程，所以當(dāng)某個進程開始等待時，操作系統(tǒng)將把cpu控制權(quán)拿過來并交給其它可以運行的進程。調(diào)度器負責(zé)選

54、擇適當(dāng)?shù)倪M程來運行，linux使用一些調(diào)度策略以保證cpu分配的公平性。l 文件系統(tǒng)：文件系統(tǒng)是是本項目開發(fā)的重點之一，將提供flash文件系統(tǒng)、塊文件系統(tǒng)、設(shè)備文件系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)支持。所支持的設(shè)備主要有：nor flash、doc、mmc、網(wǎng)絡(luò)、串口、音頻等。linux內(nèi)核在各實體文件系統(tǒng)（rom、ram、flash、fat）之上采用vfs（virtual file system）標(biāo)準(zhǔn)接口，統(tǒng)一了異構(gòu)文件系統(tǒng)的訪問接口。通過vfs，文件系統(tǒng)的實現(xiàn)分成兩部分：上層用于文件系統(tǒng)的邏輯抽象；下層用來實現(xiàn)具體的實體文件系統(tǒng)本身的功能，對外通過vfs接口統(tǒng)一訪問。文件系統(tǒng)主要功能包括：管理緩沖區(qū)

55、、響應(yīng)系統(tǒng)調(diào)用、將管道和文件輸入/輸出映射到索引節(jié)點和緩沖區(qū)、鎖定/解鎖文件和記錄、映射名字到索引節(jié)點、實現(xiàn)多路復(fù)用、提供各種信息、掛接和卸載文件系統(tǒng)、調(diào)用可執(zhí)行代碼和轉(zhuǎn)存核心、裝入各種二進制格式程序等。l 設(shè)備管理：linux支持字符設(shè)備，塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備三種不同的設(shè)備類型。字符設(shè)備是以字節(jié)為單位進行數(shù)據(jù)處理，一般不使用緩沖技術(shù)。塊設(shè)備是以可尋址的塊為單位進行處理，常用緩沖技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)中的塊設(shè)備主要是flash設(shè)備。l 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧：為了支持應(yīng)用能夠通過無線模塊提供的gprs或者csd方式連接網(wǎng)絡(luò)，需要有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的支持（需要ppp支持）。同時，平臺還支持bluetooth(藍牙)和紅外（

56、irda）的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，因此平臺操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中必須提供對ppp、藍牙、紅外的支持。l boot模塊：boot用于引導(dǎo)加載程序。通過這段程序，可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用linux操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。boot還需要為操作系統(tǒng)調(diào)試提供方便，除了操作系統(tǒng)加載功能外，還需操作系統(tǒng)調(diào)試的功能。boot的主要功能有：支持串口程序下載和調(diào)試；支持usb模擬網(wǎng)口程序下載；支持tftp下載；支持flash讀取、寫入、擦除；提供內(nèi)存察看、修改功能；支持操作系統(tǒng)內(nèi)核命令行參數(shù)；引導(dǎo)linux操作系統(tǒng)；提供shell；系統(tǒng)從sleep

57、模式喚醒等。l linux bsp規(guī)范：建立linux bsp規(guī)范，linux支持的所有目標(biāo)cpu建立在統(tǒng)一的代碼基礎(chǔ)上，規(guī)范網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動、塊設(shè)備驅(qū)動、字符驅(qū)動的開發(fā)。目前開放源碼的linux bsp較多，常用的有uboot、blob等，針對中興通訊在linux上的已有技術(shù)積累，本項目計劃以uboot為原型，規(guī)范linux bsp的開發(fā)。主要功能如下： 以開放源碼的uboot bsp為參考原型，重點研究對多種類型cpu的支持，達到流程的統(tǒng)一與代碼的最大限度的復(fù)用；對于bsp沒有支持的cpu類型，提供參考設(shè)計指南。針對目前電信設(shè)備應(yīng)用的cpu類型， 需要實現(xiàn)對x86、ppc、arm、mips的支持。 提供業(yè)界主流公司提供的評估板的最小bsp系統(tǒng)。最小bsp系統(tǒng)即提供對單板硬件基本初始化，包括cpu初始化、中斷控制器、內(nèi)存控制器、串口、網(wǎng)口、sdram、flash。 提供業(yè)界主流芯片的驅(qū)動程序庫，這些芯片包括：flash、網(wǎng)卡、串口、rtc、watchdog、交換芯片、i2c、spi等的支持。以給開發(fā)人員提供樣板驅(qū)動，減少工作量。 實現(xiàn)linux bsp和實時linux內(nèi)核的有機結(jié)合。