基于OSEK标准的嵌入式实时操作系统在汽车电子中的应用

1、基于OSEK标准的嵌入式实时操作系统在汽车电子中的应用论文关键词：SEK嵌入式实时操作体统RX850汽车电子论文摘要：实时操作系统(RTS)是复杂控制系统中必不可少的一局部，它能按照任务的优先级实现多任务调度，通过信号量、事件标志来实现任务的同步，消息队列和邮箱机制来实现任务之间的通讯，中断机制来实现突发事件的管理。较传统的前后台系统，它具有更高的实时性、稳定性。介绍了当前在国际汽车工业界日益占据主导地位的汽车电子开放式平台系统(SEK/VDX)标准。介绍了NE汽车电子专用实时操作系统RX850,列举了其他RTS并分析了其优缺点，建立了基于RX850的RTS软件开发平台，实现了汽车发动机控制模

2、块任务的调度，并对RTS的多任务进展了软仿，这对于复杂软件系统开发是非常有实际意义的。引言随着国内汽车电子产业的不断晋级和研发投入不断加大，国内消费的汽车电子简单的EU已经越来越普及，例如车载音响，仪表，车身控制B，动力转向EPS等等。越来越多的企业将精力投入到比拟复杂的控制领域，比方发动机控制，防抱死系统(ABS)等，对于这些逻辑复杂、实时性和平安性高的控制任务，传统的前后台系统形式非实时处理的弊端越来越呈现，这就势必需要用到实时操作系统来管理这些任务。SEK标准是1993年德国汽车工业界结合推出了“汽车电子的开放式系统及接口软件标准，即SEK(pensysteandtherrespndin

3、ginterfaesfrauttiveeletrnis)。1994年法国汽车工业界的相似标准VDX(vehiledistributedexeutive)和SEK标准合并，从而形成SEK/VDX标准体系。当前SEK标准已经成为汽车电子软件开发领域中的通用标准，旨在增强软件代码平安性、移植性，减少软件开发周期。目前，市场上通用的开源RTS有很多，比方/S-，FreeRTS，Linux-2.6等，但是这些核多半是用于通用领域或者平安性要求不太高的领域，假如将这些移植到汽车电子动力平安控制领域，是不太合时宜的；而且，这些核本身不是基于SEK标准，假如引入SEK标准，无疑加大了内核移植的难度。NE电子的

4、实时操作系统RX850是一款基于SEK标准的汽车级专用RTS，其内核的实时性已经得到第三方的专业测试。它已经被移植到了NE芯片的集成开发环境PPlus和GreenHills，客户只需要在IDE(IntegratedDevelpEnvirnent)中编写脚本文件来配置RTS即可通过编译，使得客户从底层驱动编写到RTS任务调度轻松实现“无缝结合，大大缩短了RTS移植的开发周期。本文建立了基于NE电子32位车身专用芯片V850/Fx3的软件平台，并介绍了如何实现RX850操作系统的配置，以发动机控制模块为控制模型来实现多任务的实时调度，最后通过软仿工具来分析该内核的效率和任务调度的实时性。1系统平台

5、介绍本系统采用NE电子的32位车身专用芯片V850/Fx3系列，V850是NE电子的32位微处理器核，5级流水线控制，内部32个32位存放器，乘法/除法指令，数据空间支持最大4GB线性寻址才能，代码空间支持64线性寻址才能，内部1B的deflash,60KB的RA空间，32KB的dataflash用作EEPR模拟。基于SEK标准的RX850实时操作系统符合以下标准：操作系统标准(SEKS)、通信标准(SEK)、网络管理标准(SEKN)和SEK实现语言(SEKIL)。其中SEKS是针对汽车应用特点而专门制定的一个小型RTS标准，着重以下几个方面：(1)可移植性，所有API都是标准化的并且在功能上

6、都有明确的定义；(2)可扩展性，SEKS旨在通用于任何类型的EU，因此一方面系统要高度的模块化，另一方面又要能进展灵敏的配置；(3)汽车应用的特定需求，诸如可靠性、实用性和代价敏感性等。相应的，SEKS静态配置可以通过S2EKIL语言实现，用户在系统生成时静态制定任务的个数、需要的资源和系统效劳。SEK为通信网络中的数据交换提供了标准的接口和协议。SEKN为监视网络的流量提供了一组标准的功能函数，以保证网络的平安性和可靠性。2RX850内核配置由于RX850已经被嵌入到IDE，因此用户直接编写内核脚本文件即可，下面介绍如何来配置内核。1系统时钟设置lkhdrINTT0EQ0/选定Tier为时间

7、片中断源2堆栈设置RX850的堆栈分为系统堆栈和任务堆栈，PL0功能:系统根本表信息、准备队列、每个管理块、任务堆栈、中断句柄堆栈系统堆栈、可变长度内存、不变长度内存。PL1功能:任务堆栈、中断句柄堆栈系统堆栈、可变长度内存、不变长度内存。PL0和PL1都可以作为任务堆栈，即使没有PL1也可以。配置如下：intstk0 x400:pl0/系统堆栈大小为0 x400tskTSK1_TSK10 x050:pl10 x06TTS_DT0 x00Ei/TSK_ID_1s任务堆栈大小0 x503允许最大优先级任务数axpri0 x1f/允许最大优先级任务数为0 x1f4.信号量设置seSe_Task10

8、 x00/设置了信号量Se_Task1为0seSe_Task20 x00/设置了信号量Se_Task2为05事件标志设置flgflg_Task1/设置了事件标志flg_Task1flgflg_Task2/设置了事件标志flg_Task25邮箱设置bxID_Task1TA_PRI/设置Task1的邮箱bxID_Task2TA_PRI/设置Task2的邮箱6中断设置RX850的中断分为直接中断和间接中断两种，直接中断不受RX850制约的中断句柄，理论上接近硬件中断的速度，其缺点是需要用户自己写中断处理句柄，包括：(1).存放器压栈；(2).换向，跳转到中断句柄的开场；(3).调用系统命令；(4).

9、返回到调度；间接中断的中断句柄在RX850的中断预处理后才被启动，优点是简化了句柄处理过程，缺点是由于RX850的预处理降低了速度，其处理过程如下：图1直接中断调度图间接中断配置如下：inthdrINTAD_AD_Interrupt/AD间接中断句柄配置inthdrINT1RE_AN_h1RxInt/AN间接中断句柄配置图2间接中断调度图7固定/可变内存池设置当系统需要交换较大的数据时，此时任务堆栈是不够用的，需要开拓一段内存来使用。RX850支持两种方式的内存配置，固定内存池和可变内存池。固定内存池由用户自定义内存池的大小，可变内存池根据实际应用系统动态的定义所需内存大小，配置如下：pfPF

10、_ID_BX0 x08:pl150/固定内存以0 x08字节为单位排列，大小为50*0 x08;plPL_ID_Task10 x08:pl1/可变内存0 x08字节为单位排列8系统周期循环中断设置yY_INT_TIER_Y_IntTierTY_FF10/系统周期循环中断时间为10个时间片以上完成了操作系统的配置，然后通过NE的IDE即可生成操作系统的.s和.h文件，将此两个文件包含在工程文件中即可。3RX850软仿及结论通过以上配置，选择发动机控制模块为对象，下面对RX850进展软仿。NE电子提供专门的软仿工具AZ，在IDE中翻开AZ，运行程序后可以看到如下：图3任务调度仿真图图4任务对PU的占用率也可以通过RD850来实时检测各任务的状态如下：图5任务运行状态通过上图可以很方便的看到每个任务的实时调度情况和PU内核的使用效率。目前PU的空闲率为94%，很多任务实际上没有被调用，用户可以根据实际情况将更多的功能模块