嵌入式OSEK配置器的設計與實現(xiàn)

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車對控制、通信、網(wǎng)絡管理等方面的要求越來越高，基于32位微控制器的硬件平臺、基于嵌入式實時操作系統(tǒng)的軟件平臺和基于CAN總線的網(wǎng)絡通信平臺逐漸成為當今汽車電子業(yè)的主流。

1 OSEK/VDX規(guī)范簡介

在嵌入式實時操作系統(tǒng)方面，為了滿足日益龐大、復雜的汽車電子控制軟件的開發(fā)需要，實現(xiàn)應用軟件的可移植性和不同廠商控制模塊間的可兼容性，1993年德國汽車工業(yè)界聯(lián)合推出了汽車電子的開放式系統(tǒng)及接口——OSEK/VDX規(guī)范(以下簡稱“OSEK規(guī)范”)，旨在為汽車上的分布控制單元提供一個開放結構的工業(yè)標準。OSEK規(guī)范從實時操作系統(tǒng)(RTOS)、軟件接口、通信和網(wǎng)絡管理等方面對汽車電子控制軟件開發(fā)平臺作了較為全面的定義與規(guī)定。盡管該規(guī)范還處在不斷完善中，但它所提出的一整套解決方案將是未來汽車電子軟件開發(fā)的發(fā)展方向。

為了達到OSEK軟件可移植的目標，OSEK規(guī)范中定義了配置使用OSEK應用程序的方法——通用實現(xiàn)語言OIL。OSEK配置器就是使用圖形化的用戶接口，根據(jù)用戶需求配置OIL文件，并最終生成OSEK實時操作系統(tǒng)初始化代碼的工具。它是開發(fā)符合OSEK規(guī)范的實時操作系統(tǒng)的重要組成部分。

2 OSEK配置器的主要功能

OSEK應用程序的開發(fā)流程如圖1所示。用戶通過OSEK配置器根據(jù)軟硬件的需求，對操作系統(tǒng)的屬性和所有系統(tǒng)對象進行靜態(tài)配置。配置完成后，OSEK配置器生成符合OSEK規(guī)范的OIL配置文件，并進一步生成與操作系統(tǒng)相關的C代碼和頭文件，以提供OSEK實時操作系統(tǒng)初始化時必備的系統(tǒng)參數(shù)。為保證軟件的兼容性，OSEK配置器還能夠從外部直接讀取符合OSEK規(guī)范的OIL文件，完成生成OS靜態(tài)系統(tǒng)文件的過程。

用戶完成應用程序代碼編寫和OIL文件配置后，OSEK配置器所產生的代碼、操作系統(tǒng)的部分內核和應用程序一起交叉編譯，而其他操作系統(tǒng)內核代碼作為一個庫，被鏈接器整合在一起。本文主要研究通過OSEK配置器生成符合OSEK規(guī)范的OIL配置文件及靜態(tài)系統(tǒng)文件的過程(如圖1中虛線部分所示)。

3 OSEK配置器的實現(xiàn)

3.1 圖形用戶接口GUI的實現(xiàn)

OSEK應用程序的OIL語言描述包含一組OIL對象描述，分別是CPU、OS(操作系統(tǒng))、APPMODE(應用程序模式)、ISR(中斷服務)、RESOURCE(資源)、TASK(任務)、COUNTER(計數(shù)器)、EVENT(事件)、ALarm(警報)、COM(通信子系統(tǒng))、MESSAGE(消息)、IPDU(外部通信)和NM(網(wǎng)絡管理)。其中，CPU是其余OIL對象的容器。OIL為它的對象定義了標準類型，每一個對象都可以用一些屬性和參數(shù)來描述。

對于不同的OSEK實現(xiàn)，生成OIL配置文件的方法是不同的。由于用戶自己編寫OIL文件具有一定的復雜性，因此，在集成開發(fā)環(huán)境中帶有一個上下文相關幫助的、可視的圖形用戶接口GUI是非常必要的。在集成開發(fā)環(huán)境中，一個包含GUI的OSEK配置器需要包含以下組件：

◇一張遵循Windows Explorer格式的OSEK對象清單，用戶可以根據(jù)需要添加和刪除DIL對象;

◇一個圖表，用于顯示每個對象的屬性(包括標準屬性和與實現(xiàn)有關的屬性)，用戶可更改對象的屬性并且實時更新OIL文件;

◇一個用于記錄和顯示的窗口。