研究报告面向车载终端的嵌入式可视化集成开发环境及其产业化推广

1、南昌市重点科研与攻关项目可行性研究报告项目名称：面向车载终端的嵌入式可视化集成开发环境及其产业化推广 承担单位：中兴软件技术（南昌）有限公司 地址及邮编：南昌市高新区火炬大街999号高新大厦北楼，邮编330029 项目负责人： 葛文韬 财务负责人： 钟德红 单位负责人： 芦东昕 单位传真： 07918185900 联系人及电话： 龙承志8410 填报日期： 2006年9月20日 目 录1选题的必要性11.1项目所处技术领域产业政策11.2项目所处技术领域技术发展现状21.3项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用121.4项目目前进展情况132技术方案论述142

2、.1项目创新点及达到的技术水平142.1.1项目创新点论述142.1.2项目完成时达到的技术水平152.2项目技术方案论述162.2.1项目主要研究内容概述162.2.2嵌入式linux操作系统解决方案182.2.3可视化集成开发环境解决方案222.2.4标准构件库252.2.5车载信息终端产品及产品开发模式262.3项目技术质量指标292.3.1项目产品达到的主要技术性能指标292.3.2通过的国家相关行业许可认证302.4分阶段描述项目执行过程中各阶段目标312.5项目经费预算情况322.5.1项目投资总额322.5.2项目已完成投资、项目须新增投资及投资构成和投资预算322.5.3申请科

3、技三项经费的使用预算353项目实施支撑条件353.1项目技术来源知识产权353.2项目技术来源技术积累383.2.1中兴在嵌入式系统方面的技术积累383.2.2中兴在linux操作系统及集成开发环境方面的技术积累383.2.3中兴在手机终端及汽车电子方面的技术积累393.3已具备的产业化基础403.3.1“863”项目：面向通讯行业的嵌入式软件开发平台403.3.2信产部电子基金项目：智能手机linux操作系统413.4项目实验、检测条件423.4.1中兴在嵌入式系统方面的实验平台423.4.2中兴在linux操作系统及集成开发环境方面的实验平台423.4.3中兴在手机终端及汽车电子方面的技术

4、互通423.4.4充分利用已有的产业化基础423.5项目申请单位人才资源情况434项目预期经济效益454.1预期市场需求454.2预期盈利水平48一、项目形成的生产能力48二、采用量-本-利分析法，找出盈亏平衡点50三、预计年产量，品种，产值、利税524.3预期产业化前景524.4项目实施风险分析535项目预计社会效益、环境效益545.1项目经济和社会效益分析545.2对资源利用情况555.3对人才培养情况555.4环境影响及效益556 附件57附件1 中兴通讯对本项目的授权证明57附件2 中兴软件配套资金承诺证明58附件3 相关证书591 选题的必要性1.1 项目所处技术领域产业政策进入21

5、世纪以来，国际汽车产业正在发生根本性的变化，突出表现为：全球汽车产销格局发生转变，美、欧、日等发达国家汽车需求增长趋缓，亚太、东欧、南美等新兴汽车市场增速趋快。国际跨国汽车集团为适应这一变化，正在加紧自身结构调整，加快了汽车制造业向发展中国家转移步伐，专家预测2015年发展中国家的汽车产量占全球的份额将由目前25%增加到48%，这种变化将为发展中国家的汽车工业带来发展机遇；市场竞争日趋激烈，营销理念不断更新，欧洲、美洲、亚洲成为支持汽车产业发展的三大市场，以中国为代表的亚洲更是市场争夺的重点；技术创新成为获得核心竞争力的关键，当前国际汽车市场竞争的实质就是技术创新能力的竞争，世界各大汽车公司已

6、把主攻方向从规模效应转向以微电子技术和信息技术为代表的高新技术改造汽车工业，特别是汽车电子技术将得到更快发展，汽车工业将全面进入汽车电子时代。现代汽车技术与电子技术、信息技术融合在一起形成了汽车电子这个最具前景的新兴产业。汽车已经不再是简单的交通工具，而成为现代科技的载体和结晶。几乎所有的电子信息产品都可以应用于汽车整车，信息技术在汽车领域的深度应用，推动汽车发生革命性变化，汽车电子由此成为新的经济增长点之一，也极大地拓展了信息产业的发展空间，所以发展汽车电子是推动信息技术和产品革新的重要途径。随着我国汽车市场的快速发展和汽车电子价值含量的迅速提升，汽车电子产业将发挥巨大的经济规模效应，成为我

7、国国民经济发展的新兴支柱产业和新的经济增长点。为了抢夺国内巨大的汽车电子市场，国家出台了大量的政策并采取切实措施对汽车电子行业进行大力扶持，目前汽车电子已经成为国家重点发展的产业。2004年5月，国务院国家发展和改革委员会颁发了汽车产业政策，在该政策的技术政策部分明确规定“国家支持汽车电子产品的研发和生产，积极开展汽车电子产业，加速在汽车产品、销售物流和生产企业中运用电子信息技术，推动汽车产业发展”。几大部委将在全国选择几个有发展潜力的区域，成立“汽车电子全国计算平台”，形成几大汽车电子产业基地，基地内的企业享受国家相关优惠政策。这些产业政策的实施，为本项目的产业化发展提供了一个良好的政策环境

8、。2004年6月1日国家出台了新的国家汽车产业政策、国家汽车电子发展规划，明确指出国家将支持汽车电子产品的研发和生产，积极发展汽车电子产业。并且采取切实行动，在科技发展计划中进行了重点支持，为我国汽车工业摆脱核心技术“空心化”创造了条件和机遇。1.2 项目所处技术领域技术发展现状当前国际汽车市场上，汽车电子化竞争非常激烈，电子控制系统的应用十分普遍。统计数据表明，在国外著名汽车制造厂商中，每辆汽车平均消耗电子产品费用占整车的30%左右，其中光微处理器多达50多个，越是高档汽车电子化程度越高。汽车电子最显著特征是向控制系统化推进，用传感器、微处理器mpu、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部

9、件组成的电控系统，正获得极其广泛的市场。现在我国汽车工业步入持续快速发展时期，并且随着能源、排放、安全法规的日趋严格和客户对汽车舒适性要求的不断提高，电子技术在汽车上的作用越来越重要。汽车的安全、节能、环保以及智能化和信息化是未来汽车的发展趋势。在汽车技术的发展进程中，汽车电子的作用尤为突出，是开发新车型、改进汽车性能最重要的技术措施。汽车上70%的创新来源于汽车电子，未来汽车电子的发展将主要集中在动力总成控制、底盘控制、车身控制、主动及被动安全、汽车网络、通信系统、安全与防盗等方面，并呈现出功能多样化、技术一体化、系统集成化和通信网络化的特点。目前国内外已经有一些企业和科研院所进行了相关领域

10、的研发，部分企业已经推出了相关产品，例如：1、中国电子信息产业发展研究院中国电子信息产业发展研究院承担的信息产业部2004年电子发展基金的重点项目：“汽车计算平台技术框架和发展战略”。该项目的主要目标是建立具有自主知识产权的汽车计算平台技术框架和标准体系，加大技术创新和产业化力度，提升我国汽车产业的技术竞争力。该项目根据现代信息和汽车技术智能化、网络化、信息化和集成化的发展趋势，在系统分析了汽车计算、控制功能及其实现途径的基础上，提出了汽车计算平台的技术体系框架，使整车的计算和控制实现了系统一体化。 2、东软集团2005年6月16日，东软集团联合阿尔派株式会社在大连发布了进军汽车电子领域的战略

11、。据介绍，东软和阿尔派合作了15年，在车载音响领域积累了丰富的经验。这一次，东软董事长刘积仁宣布了更加雄心勃勃的计划，就是以汽车数字娱乐领域的经验为基础，争取在gps定位等方面谋求突破，并逐步介入汽车电子信息系统其他领域。 嵌入式软件开发外包的机会将在未来很长一段时间内存在，这是刘积仁进军汽车电子领域的认识论基础。他告诉记者，中国具有丰富而廉价的人力资源，阿尔派选择东软这种国内的软件开发商，将极大地降低开发成本。而东软也在合作的过程中不断提高自己的研发能力，从基本的coding逐步转向程序整体设计。3、飞思卡尔（freescale）飞思卡尔汽车电子业务着重在汽车网络解决方案、驾驶员信息系统、轮

12、胎压力监测系统、车身控制模块系统等解决方案架构。因mpc5500低成本、柔性化、定量化、高性能的架构，飞思卡尔将推广为动力总成和底盘应用，建立以mpc5500为工业标准的平台。这也表明，半导体厂商已由单纯的元器件供应商向系统级解决方案供应商转变，以适应汽车电子市场模块化、系统化供货的需求。另外飞思卡尔携手metrowerks推进linux在汽车娱乐电子系统的应用，其硬件采用飞思卡尔面向汽车应用领域的mobilegt架构和total5200开发平台，以linux支持包(bsp)对平台软件开发环境进行优化。metrowerks linux bsp的特长在于创建多种多样的联网汽车产品，集无线、图形、

13、音频和gps技术等特性于一体。4、windriver的汽车电子平台成立于1981年的wind river systems（wrs）公司，目前是全球提供嵌入软件和服务的著名公司之一。wrs为各行业提供软件开发工具、实时操作系统、先进的连接手段，包括：电信、数据通讯、数码摄像、网络、医疗、计算机外设、汽车、工业测量和控制、航空等领域。汽车电子是wrs重点发展的战略领域之一，wsr推出的汽车电子平台（platform ad：platform for automotive devices）如图1-2-1所示，其发展规划如图1-2-2所示。图1-2-1 windriver的汽车电子平台图1-2-2 wi

14、ndriver汽车电子平台发展规划wrs的platform ad的主要特点如下： 多操作系统支持策略，现时支持vxworks操作系统和linux操作系统； 支持各种主流cpu，提供丰富的bsp，如powerpc, superh, arm, mips, pentium, xscale、freescale mpc5200、renesas sh4 and sh4a、se sh7751r (solution engine) and sh 7770 (lambic) 等； 可视的、集成的、有好的开发调试界面和丰富的工具； 高可靠性、良好的可裁剪性； 支持第三方合作伙伴的软件包。迄今为止，windrive

15、r与许多全球领先的汽车电子厂商都有成功合作，如bmw、bosch/blaupunkt、daimler chrysler、delphi、gm、harman/becker、hyundai、magneti-marelli、nissan、siemens vdo、vw、audi、opel、xanavi、visteon等。另外风河将进一步加速发展车载资讯娱乐系统和telematics标准，并以此推进comet(communityenablingtelematicsobjectives)协作计划在欧洲的实施。作为车载设备和telematics中间件领域的业内领先公司，windriver为整个联盟提供了满足汽

16、车市场需求的各种技术支持。通过与comet计划中其他公司的紧密合作，windriver公司已经成为推动汽车工业发展进程中不可或缺的一股力量。5、hopen汽车电子平台凯思昊鹏公司开发的“hopen汽车电子平台”是新一代的智能化的汽车移动应用平台。它以汽车为承载平台，融合了安全、通讯、资讯、娱乐、导航、办公、服务等多种功能，为汽车电子的发展，起到了巨大的推动作用。“hopen汽车电子平台”实现的主要功能如下： 定位服务：汽车通过gps得到车辆当前的经纬度信息，然后从gis中心下载该地区范围的地理信息，并在终端上显示汽车的正确位置； 求助服务：当用户在车内遇到紧急情况时，可以用最快的方式向外界发出

17、求助信号，通知有关人员或事故处理中心，实现快速救援； 事务助理：为汽车用户提供一些便利的事务处理功能，主要包括个人助理和文件传输； 支持终端服务：可以远程登录到办公室或者家里的计算机上，在车载终端上访问计算机，进行远程办公，以及上网、收发邮件等； 信息娱乐服务：为汽车用户提供信息和娱乐服务，主要功能包括多媒体播放、移动梦网功能等； 提供汽车电子软件系统应用程序开发工具（sdk），用户可以通过互联网定制开机画面、屏幕保护、密码以及其他个性化设置； 运行平台：软件采用linux操作系统、硬件采用intel xscale。尽管国内外已经有一些企业推出了针对汽车电子的一些软件产品，但在本领域的竞争主要

18、是是标准之间的竞争，行业联盟之间的竞争，目前的竞争处在初期阶段，整个市场处在一个快速发展期，远未达到饱和竞争状态。为了在市场中赢得竞争优势，一些行业标准和行业联盟也随之出现，下面对其中主要的行业标准境进行简要介绍。1、osek/vdx标准osek/vdx是由欧洲汽车厂商和科研机构联合提出的一个项目，主要目标是定义用于汽车电子的rtos、软件接口、通信功能和网络管理等，对汽车电子软件开发平台作了较为全面的定义与规定，目前这一系列标准已被采纳为国际标准（iso17356）。为了解决汽车中软件含量增加、在操作系统和通信网络方面重复开发、软件工程师的效率不能满足高质量产品的要求等诸多问题，欧洲汽车行业

19、在20世纪90年代提出了车内多控制单元的开放式分布控制标准osek/vdx(open system and corresponding interfaces for automotive electronics/vehicle distributed executive)。其含义是汽车电子系统的开放平台和统一接口，主要包括操作系统os、通信com、网络管理nm和osek实现语言oil等四个标准。这些标准是欧洲汽车行业先进开发技术的总结，提供了将各种先进汽车电子设备有机集合在一起的网络化嵌入式系统的开发规范。图1-2-3 osek os在osek/vdx中的层次模型osek/ vdx操作系统（o

20、s）定义了一个小的、可伸缩的实时操作系统rtos，对于存储容量有限和功能专用的嵌入式系统是非常理想的。从运行在8位微处理器上的系统到运行在32位处理器上的系统都可以使用这个os。osek/ vdx的os可以对中断级、系统行为级和任务级3个级别的事件进行处理。此外操作系统还提供了任务管理、调度、事件管理、内存资源管理、报警和出错处理等诸多功能。os在osek/vdx中的层次模型如图1-2-3所示。osek/vdx的通信com定义了一个应用程序内或者应用程序之间进行任务间或者处理器之间通信的接口和协议。该协议提供标准api服务，每个标准都可以独立操作。通信力求独立于协议，并使其在任何环境下都能灵活

21、运用。与com一起最常用的网络硬件是控制器局域网（can），它已成为工业标准网络协议，应用于汽车和工业领域。该规范并不排除其他网络协议，如以太网的tcp/ip协议、点对点协议或者其他专用协议，并且在单一的com环境中，多个硬件网络标准可以混合使用。com规范定义了异步通信模型，应用程序在恢复运行之前不必等待消息，并且当它得不到请求的消息时，也不会被阻塞，消息的内容和使用方法与com无关。osek/vdx网络管理规范定义了监控静态网络中节点的算法，提供了一个控制网络管理组件的应用程序接口api，扩展了网络提供的状态和配置信息。osek/vdx的nm为网络监控提供了两种机制：一种是通过监控应用的消

22、息进行间接监控；另一种是对于特定的网络管理利用标记机制进行直接监控。osek nm的应用主要包括osek/vdx nm 与应用程序的接口(api)、节点监控的算法、osek/vdx nm 与osek com 的接口、转换到睡眠状态的算法、osek/vdx nm 协议数据单元(nmpdu)等。另外，为了达到软件可移植的目标，osek oil 规范提供一种在特定cpu 中配置osek 应用的机制。每个cpu对应一个oil描述，所有的osek系统对象用oil 对象来描述。osek 应用的oil 描述是一组oil 对象的组合，cpu 是这些oil 对象的容器。oil 明确地为每个oil 对象定义了所有

23、标准属性。每个osek应用可以定义附加的特殊执行属性和引用并限制每个属性的取值范围。oil文件可以是手写的或者是系统配置工具产生。汽车工业api 标准的出现是在开发时间和降低成本、提高软件质量和模块的可移植性上迈进了一大步。不同的一致类、不同的调度模式和静态配置的特征保证了osek/ vdx os能广泛地运用在不同的场合，适用于不同的硬件。目前已经有很多能提供符合osek/ vdx 的操作系统供应商，如windriver、motorola、etas 、sysgo、accelerated technologies 和realogy 都在推动osek/ vdx的发展和应用。我国已经将开发符合ose

24、k/vdx标准的汽车电子嵌入式软件平台及关键技术的研究列入“863”计划的软件重大专项中，以清华、浙大等为代表的高校进行了前期的研究，与相关企业等合作的产品应用也已经基本成型，为实现符合osek标准的操作系统和平台的产业化打下了良好的基础。2、autosarautosar（automotiveopensystemarchitecture，汽车开放系统架构）是由国际知名的几家汽车、电子和软件业界的主要厂商建立起来的行业组织，该团体由德国宝马、戴姆勒克莱斯勒及罗伯特博世等公司于2003年7月设立。其宗旨是为了规范汽车电子产品、软件和元器件的互通性，为汽车电子控制系统软件接口和软件模块制订标准。其标

25、准就是autosar(autosar软件架构见图1-2-4)，主要目标是：确立汽车厂商及ecu厂商开发软件所需的通用基础、统一汽车业界软件部件间的界面等。以此提高以ecu为开端的软件开发效率、使更新更为容易。图1-2-4 autosar软件架构目前，autosar的核心成员共有9家公司，分别是宝马、罗伯特博世、德国大陆、戴姆勒克莱斯勒、美国福特、法国标致雪铁龙、德国西门子vdo、丰田汽车及德国大众。起初，autosar致力于通过集成诸如操作系统、总线技术、通信层、硬件抽象层、api(应用编程接口)和标准库功能等元素对基本的系统功能进行标准化。连接这些元素的“粘合剂”是autosar rte(运

26、行时间环境)。autosar rte属于软件层，它负责管理各种不同服务和底层硬件的标准软件接口。这些软件接口是特定设备软件组件的主要组成部分。按照rte的定义，rte是一种虚拟功能总线，它起到通信中心的作用，ecu之间所有的信息交换都在rte中进行。rte建立在提供诸如操作系统和网络通信等服务的基本软件层之上。通过标准外围控制器抽象层(spal)，这一基本的软件层实现了对硬件的抽象化。其中，spal包含了微控制器、存储器和输入输出接口的标准驱动程序。此外，通过特定设备抽象层，spal和底层的ecu可以互相通信。这里的特定设备抽象层包含了外部设备的驱动程序，并提供了api(应用编程接口)从而实现

27、对设备及其外围的访问。一系列可以直接访问微控制器资源的复杂的驱动程序，如外围控制处理器和定时处理器单元，还可以检测传感器的性能以及实现对执行器的控制，包括诸如燃料喷射器之类的对时间要求严格的模块。汽车制造商面临的其它严峻的挑战包括减少分布式微控制器的数量。根据模拟器件公司的steyerl提供的数据，包含所有附加功能的最新的宝马5系列车型拥有95个ecu，其中，每个ecu至少包含一个微控制器。应用更集成化的架构和更多的功能强大的芯片有望简化整个系统并大大减少嵌入式处理器的数量，从而可以降低成本并改善可靠性。3、telematicstelematics是目前汽车电子行业蕴涵巨大商机的一种具有代表性

28、的前沿技术。简单的说，telematics就是指应用无线通信技术的车载电脑系统。telematics是远距离通信的电信（telecommunication）和信息科学（informatics）的合成词，按字面可定义为通过内置在汽车、航空、船舶、火车等运输工具上的计算机系统、无线通信技术、卫星导航装置、交换文字、语音等信息的互联网技术而提供信息的服务系统。telematics目前主要应用在车载系统上，而最早是想通过提高互联网上信息的传播效率，改善有关业务或政府有关的公共服务。因此，telematics基本上可以认为是计算机与无线通信技术的综合产物。根据使用目的不同，可分为三种基本类型，即交通信息

29、与导航服务、安全驾驶与车辆保护及故障诊断的车辆维护服务、娱乐及通信服务。为达到上述功能，同时也需要提供全球定位系统技术、地理信息系统（gis:geo-graphic information system）、智能型交通系统（its:intelligent transport systems）技术。除了目前已有的车载音响、车载电话等常用功能，它还可提供卫星定位、卫星导航、无线pda上网、网络游戏、在线电视等等先进业务，功能非常强大。汽车行驶当中出现故障时，通过无线通信连接服务中心；通过终端机接收邮件并查看交通地图，在后座还可以玩网络电子游戏。内置在发动机上的计算机记录汽车主要部件的状态，并随时为维

30、修人员提供准确的故障位置和原因。目前，整个国际汽车行业一片繁荣，作为行业技术引领者的美国、欧洲、日本、韩国等国家都以推出具有类似功能的汽车，专业机构分析，市场前景广阔。4、汽车总线协议目前汽车上普遍采用的汽车网络有：局部互联协议lin（local interconnect portocol）、控制区域网can（cortroller area network或称现场控制总线）。正在发展中的汽车网络技术还有高速容错网络协议flexray，用于汽车多媒体和导航的most。图1-2-5主要汽车总线协议对比图1-2-5是几种主要汽车总结协议的对比，下面分别对上述协议进行简单介绍：1） linlin（lo

31、cal interconnect protocol）是一种低成本的串行通讯网络协议，采用单个主控制器/多个从设备的模式，在主从设备之间只需要一根12v的信号线。 最高传输速率可达20kbps,典型的lin网络的节点数可以达到12个。以门窗控制为例，在车门上有门锁、车窗玻璃开关、车窗升降电机、操作按钮等，只需要一个lin网络就可以满足要求。而通过can网关，lin网络还可以和汽车其他系统进行信息交换，实现更丰富的功能。例如中控、安全等。lin的主从式结构不会因为一个从设备的故障而破坏整个网络。目前lin已经成为国际标准，被多数整车厂商和配件厂商所接受。2） cancan（controller a

32、rea network）是目前使用最广泛的一种汽车网络，从10万元以下的国产赛弗到过百万的奔驰都不同程度的使用了can。有统计显示，2000年全球can节点的销售超过了1亿个节点。can总线是一种多主方式的串行通讯总线，最高速率可以达到1mbps，有很高的抗干扰能力。连接于各个ecu之间的can总线实际上是由can控制器、收发器和一对双绞线构成。can总线控制器可以捡出各种错误并可以让出错的单元退出总线，另外can总线还有优先级控制可以满足实时通讯。在一辆汽车里通常有两条或三条独立的can总线，速度低于125kbps的can总线通常用于非关键实时的“舒适系统”，例如天窗、座椅、门窗、空调和前后

33、灯。一般而言这些系统会先就近连成一个lin网络，然后通过网关与can总线相连。低速can总线有自动休眠功能，总线可以让没有操作的节点进入节电模式，在需要的时候再由总线唤醒。高速总线的速度可以达到500kbps甚至1mbps，主要用于关键实时系统，例如引擎管理、防抱死系统、巡航系统、底盘系统等。高速can和低速can通过网关连接在一起构成整个汽车网络，通常这些网关设在仪表盘。3） flexrayx by wire是未来汽车的发展方向，简单得说就是线控操作。该技术来源于飞机制造，基本思想就是用电子控制系统代替机械控制系统，减轻重量提高可靠性。其中x是指油门、制动、方向等操作，例如电子油门、电子制动

34、、电子方向控制等等。由于整个设计思想涉及动力、制动、方向控制等关键功能，对汽车网络也就提出了不同要求。目前存在相互竞争的几种网络技术，比如时间触发网络协议ttp（timetriggered protocol）和高速容错网络flexray。其中flexray得到众多实力厂商例如宝马、大众通用支持，最近包括丰田、日产、本田等一些亚洲汽车厂商也加入了flexray标准组织，使之有可能成为事实标准。flexray设计主要要满足两方面的要求：首先是可靠性要求。因此flexray采用冗余备份的办法，分别由两条总线和两个网络控制单元构成一个完整网络，每个ecu分别和两条总线相连，正常情况下可以利用双通道进行

35、数据传递，当其中一个网络发生故障时也可以由另一个备份网络承担通讯任务。其次flexray还必须满足速率要求，发动机、制动和方向等控制有很强的实时特性，必须有很高的数据传输速率才能满足。flexray采用时分多路访问技术（tdma），将总线划分成很多时隙，各设备按照优先级占用不同的时隙实现对总线的复用。同时flexray支持星型连接和总线连接，对高速设备可以采用点对点方式与flexray总线控制器连接，构称星型结构；对低速网络可以采用类似can总线的方式连接。4） mostmost（media oriented systems transport）合作组由汽车制造商、视听设备制造商、系统架构师以

36、及核心构件提供商等合作建立。他们共同定义和采纳了一组多媒体网络协议和应用对象模型。bmw, daimlerchrysler, harman/becker和smsc在1998年创建了most合作组，以对most技术进行标准化工作。合作组代表了成员们的共同利益。协调成员间的工作，以便使most成为iso，sae，its,ami-c等组织批准的车载多媒体标准。most合作组负责开发和推广most技术。不仅制定了光纤接口和连接器规范，也发布了网络和应用的most平台规范。此外，most合作组定义了流模型和相关类（例如具有输入输出功能的带数据的声音处理对象）、设备类（例如媒体和通信设备）等相关规范。合作

37、组还发布了应用层的功能目录（例如媒体播放器、收音机、浏览系统等），并提供了通过网络服务和事例实现而定义的基本网管。定义了音频、视频，数字网络和通信、高速包传输协议等设备的驱动。most采用了先进的软件思想和方法学，对基于汽车内的车载多媒体传输提供了统一的解决方案。就协议发展的本身而言，most和can、lin、flexray等协议一道，构成了针对不同问题的有机总线解决方案的整体。而most同时，由于其针对问题与其他三个总线标准的问题存在一定差异，也就表现出了一定的独立性。而这样的独立性，由于其技术上oo方法学的支持，具有较强的包容性。同时，业务目标相对单一，直接得到产业界的支持，和d2b与13

38、94比较起来，能够维持较长的时间，成为汽车多媒体方面的主导标准。1.3 项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用针对汽车电子行业对提高开发效率，缩短产品开发周期的需求，研制一种支持用户进行可视化系统开发的系统开发界面，该开发界面采用所见即所得的设计思想，为开发提供了快速开发系统的手段。本项目建设的重点就是研制开发面向汽车电子的嵌入式可视化集成开发环境（ide），该ide可以运行在包括windows在内的多种操作系统环境下，并提供一致的图形接口和人机界面，所有的开发工具都适用于开发不同类型的汽车电子产品。本项目将彻底改变上述汽车电子开发中存在的问题。本项目的技术先进性体现在：1)提供适用不同

39、汽车电子产品的、安全可信的嵌入式实时操作系统内核；2)通过提供可视化的ide开发环境、交叉编译环境、最小运行系统、应用程序框架、多操作系统支持、多硬件平台支持等功能，使研发人员能快速、灵活地开发各种汽车电子产品；3)规范了linux bsp的开发，通过制订统一的linux bsp标准，来最大限度的重用代码、减少bsp开发时间；4)操作系统支撑系统提供了对vxworks、psos、osek、windows及linux的支持，规范了应用软件的架构设计，使得原有的应用软件可以无缝从一种rtos移植到另外一种操作系统；5)创新地设计了面向汽车电子的层次化、模块化集成开发环境，形成大平台小产品的开发模式

40、，该ide具有良好的可配置、可裁减性和可扩展性，有效地提高了产品的市场竞争力；6)支持kernel源代码级的调试和应用程序源代码级的调试，且通过提供windows环境下的集成环境，方便了基于linux、vxworks等嵌入式操作系统的应用程序开发调试。该项目完成后，将在汽车电子核心技术之一的嵌入式操作系统及其集成开发环境等方面全面突破，并形成具有完全自主知识产权的软件产品。基于这些软件产品，结合国内整车制造厂在汽车电子上的技术积累以及中兴通讯等设备厂商在网络、终端等产品上的优势，将能够快速地推出具有自主知识产权的汽车电子产品，从而打破国外公司在这个领域上的垄断地位，扩大国内厂商在汽车电子市场上

41、的份额，并带来了良好的社会经济效益。1.4 项目目前进展情况嵌入式linux操作系统在车载电子系统，如车载信息终端、车载多媒体设备、车载导航系统、行车记录仪、车载网络系统等方面具有非常大的应用空间。zte embsys是中兴通讯在linux的基础之上开发的一整套嵌入式系统解决方案，其最大的特点在于保留了linux操作系统兼容性、可移植性、可扩展性的前提下，实现了硬实时的用户任务支持，并提供os支撑系统（oss）调试跟踪工具、集成开发环境、通用组件等丰富的支持。zte embsys系统部分由klib-c模块、kth库模块和embsys内核组成，其中klib-c模块提供基本的libc-c库函数的支

42、持；kth模块提供内核线程管理、信号量管理、对象管理、日志机制和内存管理功能，并提供基于内核的shell，以方便对应用的调试；zte embsys内核管理硬件并提供系统服务支持。另外zte embsys还实现了以下功能：l 支撑子系统：包括操作系统适配软件模块、调度管理软件模块、进程通信软件模块、内存管理软件模块、定时管理软件模块、文件系统软件模块、异常处理软件模块、系统监控软件模块、分级打印软件模块、命令行软件模块等功能；l 集成开发环境：提供对实时linux内核以及构建在其上的应用程序的调试功能，并提供图形化的调试开发环境；l 通用组件：提供嵌入式内存数据库等通用组件；l 自动测试工具子系

43、统：提供基于消息的自动测试功能，可以通过tcl脚本设计测试用例，并分析返回的消息；到目前为止，zte embsys系统已经成功运用在电信系统设备和终端设备上，包括zxr10 t64高端路由器、cdma 2000 1x 基站系统、zxa10 adsl modem、高端智能手机e3等。2 技术方案论述2.1 项目创新点及达到的技术水平2.1.1 项目创新点论述本项目的主要创新点包括：1)提供适用不同汽车电子产品的、安全可信的嵌入式实时操作系统内核；2)通过提供可视化的ide开发环境、交叉编译环境、最小运行系统、应用程序框架、多操作系统支持、多硬件平台支持等功能，使研发人员能快速、灵活地开发各种汽车

44、电子产品；3)规范了linux bsp的开发，通过制订统一的linux bsp标准，来最大限度的重用代码、减少bsp开发时间；4)操作系统支撑系统提供了对vxworks、psos、osek、windows及linux的支持，规范了应用软件的架构设计，使得原有的应用软件可以无缝从一种rtos移植到另外一种操作系统；5)创新地设计了面向汽车电子的层次化、模块化集成开发环境，形成大平台小产品的开发模式，该ide具有良好的可配置、可裁减性和可扩展性，有效地提高了产品的市场竞争力；6)支持kernel源代码级的调试和应用程序源代码级的调试，且通过提供windows环境下的集成环境，方便了基于linux、

45、vxworks等嵌入式操作系统的应用程序开发调试。2.1.2 项目完成时达到的技术水平项目完成时将开发出下列产品：1、 自主知识产权的软件产品n 自主知识产权的嵌入式linux操作系统n 自主知识产权的跨操作系统平台n 自主知识产权的汽车电子集成开发环境2、 基于汽车电子集成开发环境的车载终端产品n 具备通信、定位、导航、娱乐、监控功能的车载终端上述产品将达到下列的技术水平：n 支持8位、16位和32位的处理器；n 支持内存静态配置；n 严格的片内存储器要求；n 满足高实时性要求；n 支持全抢占、非抢占和混合式调度方式；n 支持周期性任务；n 支持多种国际主流处理器，包括：arm、intel

46、196、motorola 68hcs12、philips lpc2119等。n 基于消息机制支持设备内部和设备之间的通讯；n 支持三种消息传输模式：直接式、周期式、混合式；n 提供通知机制向任务报告消息收发情况；n 通过对象字典（object dictionary）对设备功能进行描述；n 通过标准化的事件触发的高优先级突发报文用于报告设备故障；n 支持包括can等现场总线在内的传输方式。2.2 项目技术方案论述2.2.1 项目主要研究内容概述本项目的主要研究内容包括4个方面，分别为：n 嵌入式linux操作系统对于汽车电子产品来说，嵌入式linux在商业和技术上的优势非常具有吸引力。由于可更好

47、地适应电子市场发展步伐所需的创新周期和需求，所以开放源代码软件是汽车制造商自然而然的选择。可升级架构的关键特性和快速的技术转移为广泛采用linux作为操作系统平台创造了机遇。linux能提供构建开放源代码和可升级汽车计算平台的必要基础。作为一种操作系统，linux固有的稳定性将支持所有开发。向基于过程的开发方法转移要求linux平台具有更多优点，它必须能满足驾驶者所期望的速度快速启动和复位，并对来自can或者most总线的车内信息进行快速响应。由于其独特的处理模式，linux能处理局部故障而不会导致大规模的系统崩溃，并且能从这些故障中恢复。linux还具有广泛的可用性，因此在开发来自外部需求的

48、兼容性硬件和软件时不会有任何障碍，这意味着与其它开发模式相比，它的系统集成和成本控制是可预测的。按需要加载/卸载设备驱动程序是linux非常适合于远程信息处理和驾驶者界面应用的另外一个关键点。这种根据需要装载设备驱动程序的功能可确保linux平台一直具有最佳操作速度。对许多产品来说，linux系统已经具备良好的实时响应特性，但还可对它进一步优化以适应远程信息处理和驾驶者界面应用。随着半导体生产商越来越多使用linux进行硅片生产前的评估和性能测试，市场推动力不断加大。此外，芯片设计工程师正逐渐理解软件架构对芯片销售的重要性，他们开始采用经过优化的linux芯片和主板支持包来展示器件的关键特性，

49、并且市场和技术环境的融合也不断地引导linux在这个领域获得成功。由于linux具有源代码可自由获得、无单个产品的版权费、支持大量的硬件设备、linux 已经是一个全球性的标准以及linux 是一个成熟、高效、健壮、可靠、模块化、非常易于配置的操作系统，linux得到了越来越广泛的应用，而嵌入式linux 已经不可逆转地改变了嵌入式实时操作系统的市场前景。采用嵌入式linux，制造商对嵌入式操作系统更好的控制权，并且大大降低开发成本，而最终用户则可得到更有价值的且价格较低的产品。n 可视化集成开发环境(ide)针对汽车电子行业对提高开发效率，缩短产品开发周期的需求，研制一种支持用户进行可视化系

50、统开发的系统开发界面，该开发界面采用所见即所得的设计思想，为开发提供了快速开发系统的手段。本项目建设的重点就是研制开发面向汽车电子的嵌入式可视化集成开发环境（ide），该ide可以运行在包括windows在内的多种操作系统环境下，并提供一致的图形接口和人机界面，所有的开发工具都适用于开发不同类型的汽车电子产品。本项目在开源代码的基础上，结合linux实时性改造内核的要求，基于中兴自主研发的嵌入式linux操作系统，研制开发面向汽车电子的基于模型的嵌入式可视化集成开发环境zte-s smartide。本项目将采用ibm的开放源代码的 eclipse为原型进行集成开发环境的开发。eclipse是一

51、个开放的，可扩展的集成开发环境，它主要是一个工具的平台，工具的开发环境。包括eclipse平台本身和一套工具，一起构成用于创建基于eclipse的工具的sdk（软件开发工具包）。eclipse以支持插件的方式来提供对c/c+的支持，用户开发的编译调试等工具可以通过eclipse的接口来集成进eclipse平台，从而实现对用户指定语言的支持。n 标准构件库为了加快基于汽车计算平台的信息处理系统的设计及开发速度、降低相关产品的研发成本并提高产品的稳定性，本项目将提供部分汽车电子产品软件中常用的一些模块，如嵌入式数据库、精简ipv4/ipv6协议栈、gis、无线、多媒体、gui、wap、安全等标准构

52、件。这些标准构件主要来源于中兴通讯高端智能手机和各种通信设备的研发成果，大部分标准构件已经在在相关产品中得到了实际应用，具有良好的可靠性和稳定性。n 车载信息终端车载信息终端即是直接面对用户，与用户互动交流的电子产品，用户无需了解产品内复杂的技术与结构，只需要对产品进行简单的操作，便可享受先进的电子软件技术给生活带来的便捷。2.2.2 嵌入式linux操作系统解决方案linux系统包括linux内核、系统库、引导程序、驱动程序几个部分，如图2-2-1所示。图2-2-1 嵌入式linux操作系统主要功能如下：l 进程通讯：linux的进程间通讯机制可分为信号、信号量、管道、共享内存和消息队列，进

53、程间通信机制与硬件平台无关。l 内存管理：linux 的内存管理采取的是分页机制，它的设计目的是分时多任务，linux可同时处理数百个任务(可以通过内核代码修改)，它采用了两级机制来分别处理内核进程与用户进程的内存管理。linux虚拟内存需要通过地址映射机制、内存的分配与回收、分页机制、交换机制、内存共享等机制来实现。l 进程管理与调度：进程是操作系统的重要核心之一，因为操作系统的存在归根结底就是为了提供一个运行程序的空间。linux是一个多处理操作系统，可以同时存在多个进程，所以当某个进程开始等待时，操作系统将把cpu控制权拿过来并交给其它可以运行的进程。调度器负责选择适当的进程来运行，li

54、nux使用一些调度策略以保证cpu分配的公平性。l 文件系统：文件系统是是本项目开发的重点之一，将提供flash文件系统、块文件系统、设备文件系统以及网络文件系统支持。所支持的设备主要有：nor flash、doc、mmc、网络、串口、音频等。linux内核在各实体文件系统（rom、ram、flash、fat）之上采用vfs（virtual file system）标准接口，统一了异构文件系统的访问接口。通过vfs，文件系统的实现分成两部分：上层用于文件系统的逻辑抽象；下层用来实现具体的实体文件系统本身的功能，对外通过vfs接口统一访问。文件系统主要功能包括：管理缓冲区、响应系统调用、将管道和

55、文件输入/输出映射到索引节点和缓冲区、锁定/解锁文件和记录、映射名字到索引节点、实现多路复用、提供各种信息、挂接和卸载文件系统、调用可执行代码和转存核心、装入各种二进制格式程序等。l 设备管理：linux支持字符设备，块设备和网络设备三种不同的设备类型。字符设备是以字节为单位进行数据处理，一般不使用缓冲技术。块设备是以可寻址的块为单位进行处理，常用缓冲技术，嵌入式系统中的块设备主要是flash设备。l 网络协议栈：为了支持应用能够通过无线模块提供的gprs或者csd方式连接网络，需要有网络协议栈的支持（需要ppp支持）。同时，平台还支持bluetooth(蓝牙)和红外（irda）的网络应用，因

56、此平台操作系统网络协议栈中必须提供对ppp、蓝牙、红外的支持。l boot模块：boot用于引导加载程序。通过这段程序，可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用linux操作系统内核准备好正确的环境。boot还需要为操作系统调试提供方便，除了操作系统加载功能外，还需操作系统调试的功能。boot的主要功能有：支持串口程序下载和调试；支持usb模拟网口程序下载；支持tftp下载；支持flash读取、写入、擦除；提供内存察看、修改功能；支持操作系统内核命令行参数；引导linux操作系统；提供shell；系统从sleep模式唤醒等。l linu

57、x bsp规范：建立linux bsp规范，linux支持的所有目标cpu建立在统一的代码基础上，规范网络驱动、块设备驱动、字符驱动的开发。目前开放源码的linux bsp较多，常用的有uboot、blob等，针对中兴通讯在linux上的已有技术积累，本项目计划以uboot为原型，规范linux bsp的开发。主要功能如下： 以开放源码的uboot bsp为参考原型，重点研究对多种类型cpu的支持，达到流程的统一与代码的最大限度的复用；对于bsp没有支持的cpu类型，提供参考设计指南。针对目前电信设备应用的cpu类型， 需要实现对x86、ppc、arm、mips的支持。 提供业界主流公司提供的评估板的最小bsp系统。最小bsp系统即提供对单板硬件基本初始化，包括cpu初始化、中断控制器、内存控制器、串口、网口、sdram、flash。 提供业界主流芯片的驱动程序库，这些芯片包括：flash、网卡、串口、rtc、watchdog、交换芯片、i2c、spi等的支持。以给开发人员提供样板驱动，减少工作量。 实现linux bsp和实时linux内核的有机结合。 项目完成时要解决以下的性能瓶颈：l