CN102096729B

CN102096729B - 一种面向汽车电子的虚拟功能总线设计器

Info

Publication number: CN102096729B
Application number: CN201010586155A
Authority: CN
Inventors: 晏华; 陈昊; 郭宣佑; 张富强
Original assignee: AUTOMOBILE ELECTRONICS INDUSTRIAL PARK (KUNSHAN) OF CHENGDU ELECTRONIC TECHNOLOGY UNIVERSITY Co Ltd
Current assignee: AUTOMOBILE ELECTRONICS INDUSTRIAL PARK (KUNSHAN) OF CHENGDU ELECTRONIC TECHNOLOGY UNIVERSITY Co Ltd
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: CN102096729A

Abstract

本发明公开了一种面向汽车电子的虚拟功能总线设计器，将应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型在图形设计模块以及属性编辑模块中生成描述信息，并通过零件库管理模块存入库文件中。在进行虚拟功能总线设计时，读取出这些描述信息，然后进行显示和编辑，得到当前应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型的描述信息以及它们之间的关系，并保存在项目文件中，或通过描述信息导入、导出模块导出为符合AUTOSAR规范的描述文件。由于用户可以自行设计应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型，并将应用保存在项目文件中，这样，面向汽车电子的虚拟功能总线设计器可以适用于各种的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型，因而具有通用性和重用性。

Description

一种面向汽车电子的虚拟功能总线设计器

技术领域

本发明属于汽车电子嵌入式软件开发技术领域，更为具体地讲，涉及一种面向汽车电子的虚拟功能总线设计器。

背景技术

近年来，汽车领域的应用经历着巨大的变化。越来越多新应用的出现，一方面带来新的机会，同时也给汽车软件的开发者在研究和开发上带来新的挑战。当今的汽车，尤其是豪华汽车，其硬件、软件的复杂程度都非常高，例如，一台汽车上可多达70个电子控制器(Electronic Control Unit，ECU)，10条不同类型的控制总线。汽车软件不再是一个电子控制器上的一个简单控制程序，软件的开发面临的是一个分布式、异构的嵌入式环境。

另一方面，随着车载电子系统日益先进和复杂化，每辆汽车投入的软件开发工时数，即时间及人力2010年将达到2002年的5-10倍。汽车电子系统设计复杂化造成的可靠性隐患导致汽车因安全隐患被“招回”的现象频繁发生，使得汽车电子软件的开发还面临软件可靠性以及上市时间两项指标的考验。

传统的汽车电子软件开发过程是‘V’字形过程，在开发的很多环节存在着重复劳动。重复的需求，重复的设计，重复的测试等等工作都降低了汽车软件的开发效率，直接影响汽车上市时间。此外，重复的劳动并不能保证软件的可靠性。如果一个经过充分测试和验证的软件成果能够多次地应用到不同的汽车平台上，不但能缩短软件开发时间，也能保证软件的可靠性。

图1是传统模式下软件与硬件的依赖关系示意图。

如图1所示，传统开发模式的另一个问题是软件层和硬件层存在很多交叉和依赖关系，其结果是软件和硬件模块必须串行开发，使得软、硬件开发周期长，质量得不到保证。

图2是虚拟功能总线的开发过程示意图。

为了实现软件复用的目标，汽车开放式系统架构(AUTomotive Open SystemArchitecture，AUTOSAR)定义了一整套支持分布式的、功能驱动的汽车电子软件开发方法和电子控制单元上的软件架构标准化方案。该方案支持基于构件的汽车电子应用程序的开发，其基本思想为：应用软件通过在虚拟功能总线上连接预制的可信的构件组装而成，构件在运行时通过连接端口交互，如图2所示。

软件构件是一组完成相关功能的代码集合，是分布在汽车电子控制器上的最小代码单元。AUTOSAR中定义了各种软件构件以适应不同的需求，最普通的软件构件类型是应用软件构件，它是指实现全部或部分应用功能的原子软件构件，可以使用所有的AUTOSAR通信机制和服务。构件和构件的集合构成一个构件集合，构件集合内部的原子构件间通过连接器进行端口连接，构件集合可以有自己对外通信的端口，也可以使用所有的AUTOSAR通信机制和服务。还有服务构件类型，它通过标准接口提供标准服务，这些构件直接和底层的某个基础软件模块交互。除此之外，还有校准参数构件、ECU抽象构件、复杂设备驱动构件。

虚拟功能总线(Virtual Function Bus，VFB)提供所有通信机制的抽象，使得系统可以在抽象层进行设计，而不必关心实际的硬件环境，当一个具体系统的软件组件之间的连接被定义好之后，通过虚拟功能总线可以在开发的较早时期将它们虚拟集成。从而缩短软件开发周期，减少研发成本，提高了软件的可重用性，确保了软件的高质量和高效性。

目前，主流商用的汽车总线虚拟功能总线设计器主要基于OSEK规范，如Telelogic发布的Rhapsody OSEK。部分设计器开始向AUTOSAR标准方向发展，如美国明导科技发布的基于“AUTOSAR 3.0”的车载软件开发工具VolcanoVehicle Systems Architect(VSA)、在IBM Rational Systems Developer中也进行AUTOSAR系统建模，它们都具有基于AUTOSAR的配置和代码生成功能，但在通用性和重用性方面存在不足。Matlab/Simulink支持构件的设计，也支持多个构件连接组成系统。但在使用Matlab RTW导出描述信息时，只能导出单个构件描述信息，构件间的连接关系无法导出到描述文件中。

发明内容

本发明目的在于提供一种面向汽车电子的虚拟功能总线设计器，为汽车电子应用软件设计提供一种独立于硬件的虚拟环境，以通用性和可重用性实现应用构件的设计与系统的组装，输出满足AUTOSAR规范的描述文件。

为实现上述目的，本发明面向汽车电子的虚拟功能总线设计器，其特征在于，包括：

一项目资源管理模块，用于对多个项目进行管理，其中一个项目对应一个汽车电子应用；该模块以树状结构组织、显示、管理当前应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型；

一图形设计模块，用于构件、构件集合，端口、接口、数据类型以及它们的组合的图形设计；

一属性编辑模块，用于构件、构件集合、端口、接口、数据类型的属性编辑功能；

一零件库管理模块，用于用户将已经设计好的构件、构件集合、端口、接口和数据类型存储到库中；

一描述信息导入、导出模块，用于将符合AUTOSAR规范的构件、构件集合的描述信息导入，将用户设计的虚拟功能总线中的构件、构件集合的描述信息以AUTOSAR规范导出；

图形设计模块以及属性编辑模块，在项目资源管理模块的管理下，以图形化方式进行显示和编辑，得到构件、构件集合、端口、接口、连接、数据类型的描述信息；然后，项目资源管理模块将用户设计好的构件、构件集合、端口、接口和数据类型的描述信息通过零件库管理模块存入库文件中；

用户在虚拟功能总线上进行应用设计时，可以通过图形编辑模块提供的编辑功能设计构件以及进行构件组装得到构件集合，也可以通过零件库管理模块提取库文件中的构件、构件集合、端口、接口、数据类型信息到当前的设计中进行编辑，从而得到当前应用所包含的构件、构件集合、端口、接口以及数据类型的描述信息以及它们之间的连接关系，并保存在项目文件中，或通过描述信息导入、导出模块将用户设计的虚拟功能总线中的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型的描述信息以及它们之间的关系导出为符合AUTOSAR规范的描述文件；

同时，项目资源管理模块还可以读取项目文件，得到应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型的描述信息以及它们之间的关系，即虚拟功能总线，通过零件库管理模块存入库文件读取构件、构件集合、端口、接口和数据类型的应用信息，并进行显示或设计；读取或设计的虚拟功能总线，即应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型的描述信息以及它们之间的关系通过描述信息导入、导出模块导出为符合AUTOSAR规范的描述文件。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明面向汽车电子的虚拟功能总线设计器，将应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型在图形设计模块以及属性编辑模块中生成描述信息，并通过零件库管理模块存入库文件中。在进行虚拟功能总线设计时，读取出这些描述信息，然后进行显示和编辑，得到当前应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型的描述信息以及它们之间的关系，并保存在项目文件中，或通过描述信息导入、导出模块导出为符合AUTOSAR规范的描述文件。同时，项目资源管理模块还可以读取项目文件，得到应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型的描述信息以及它们之间的关系，然后读取的应用信息，并进行显示、编辑和组装；读取或设计的虚拟功能总线通过描述信息导入、导出模块导出为符合AUTOSAR规范的描述文件。

由于用户可以自行设计应用所包含的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型，并将应用保存在项目文件中，这样，面向汽车电子的虚拟功能总线设计器可以适用于各种的构件、构件集合、端口、接口、连接以及数据类型，因而具有通用性和重用性。

附图说明

图1是传统模式下软件与硬件的依赖关系示意图；

图2是虚拟功能总线的开发过程示意图；

图3是本发明面向汽车电子的虚拟功能总线设计器一种具体实施原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

在本实施例中，如图1所示，本发明面向汽车电子的虚拟功能总线设计器包括：项目资源管理模块1、图形设计模块2、属性编辑模块3、零件库管理模块4、描述信息导入、导出模块5。

在本实施例中，图形设计模块2，用于提供的构件、构件集合、端口、接口、数据类型的图形设计符合AUTOSAR标准规定，并按标准验证设计、组装的合理性。此外，该模块支持常规图形绘制工具所具备的图形复制、粘贴、拖放、缩放功能。

在本实施例中，属性编辑模块3的属性编辑功能包括输入、复制、粘贴等常规编辑功能，以列表形式组织、显示属性参数。

零件库管理模块4，用于用户将已经设计好的构件、构件集合、端口、接口和数据类型存储到库中，同时支持对零件库内容的显示、复制、粘贴等功能。

本发明面向汽车电子的虚拟功能总线设计器以项目为单位设计、管理一个应用所包含的系统、构件、端口、接口、连接器等信息，并支持对上述信息的添加、删除、复制、导入、导出等功能。因此本发明的一个重要内容是项目文件格式、内容、组织方式的设计以及如何导入、导出符合AUTOSAR规范的描述信息。项目文件是记录系统、构件、端口、接口、连接器、零件库描述信息以及关系的载体，是设计器项目资源管理模块的操作对象。

本发明面向汽车电子的虚拟功能总线设计器围绕汽车电子应用开发的需要，为应用开发提供一种构件化的开发模式，支持构件的独立开发与构件的组装功能，构件是本发明设计器的主要数据对象。由于AUTOSAR标准只给出了构件属性信息的文字定义，对于构件图形表示未给出任何规定。因此，本发明涉及的一个重要内容是构件以及与构件连接相关的端口、接口、连接器的图形设计，以及构件图形绘制专用功能。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims

1.一种面向汽车电子的虚拟功能总线设计器，其特征在于，包括：

一图形设计模块，用于构件、构件集合、端口、接口、数据类型以及它们的组合的图形设计；

图形设计模块以及属性编辑模块，在项目资源管理模块的管理下，以图形化方式进行显示和编辑，得到构件、构件集合、端口、接口、连接、数据类型的描述信息；然后，项目资源管理模块将用户设计好的构件、构件集合、端口、接口、连接和数据类型的描述信息通过零件库管理模块存入库文件中。

2.根据权利要求1所述的面向汽车电子的虚拟功能总线设计器，其特征在于，所述的属性编辑模块的属性编辑功能包括输入、复制、粘贴功能，以列表形式组织、显示属性参数。