CN113821247A - 车载软件开发平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载软件开发平台，包括从底层到顶层依次设置的硬件层、操作系统和驱动层、操作系统接口层、服务层、应用程序接口层和应用程序层，其中，硬件层，设置有至少一个异构控制器硬件，每个异构控制器硬件包括一个处理器；操作系统和驱动层，用于提供至少一个操作系统，操作系统与异构控制器硬件对应；操作系统接口层，用于实现各操作系统与服务层之间的数据传输；服务层，用于为车载软件开发提供软件开发工具SDK包；应用程序接口层，用于通过应用程序接口向应用程序层中的应用程序提供SDK包。该车载软件开发平台，可以减少车载软件的代码开发，缩短车载软件的开发周期，节省开发时间，避免重复开发，节省成本。

Description

车载软件开发平台
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车载软件开发平台。
背景技术
相关技术中，提出了一种基于异构多核架构的通用化软硬件平台，包含异构硬件平台、中间层CORBA模块和应用程序模块，应用程序模块用于完成异构硬件平台的波形数据处理；中间层CORBA模块用于形成通用的硬件驱动接口，使波形数据在异构硬件平台中的各硬件平台之间进行逻辑交互。
然而，该技术的主要目的是在异构硬件平台上实现无差别数据传输，但其并不能实现将运行在一硬件平台上的应用程序，不经修改直接运行在其他硬件平台上，即无法解决应用程序在不同硬件平台上自由部署和迁移的问题。并且，上述技术中的平台不是一个软件开发平台，无法实现软件开发。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种车载软件开发平台，可缩短车载软件的开发周期，节省开发时间，节省开发成本。
为达到上述目的，本发明提出了一种车载软件开发平台，包括从底层到顶层依次设置的硬件层、操作系统和驱动层、操作系统接口层、服务层、应用程序接口层和应用程序层，其中，所述硬件层，设置有至少一个异构控制器硬件，每个所述异构控制器硬件包括一个处理器；所述操作系统和驱动层，用于提供至少一个操作系统，所述操作系统与所述异构控制器硬件对应；所述操作系统接口层，用于实现各所述操作系统与所述服务层之间的数据传输；所述服务层，用于为所述车载软件开发提供软件开发工具SDK包；应用程序接口层，用于通过应用程序接口向所述应用程序层中的应用程序提供所述SDK包。
本发明实施例的车载软件开发平台，可以减少代码开发，缩短开发周期，节省测试时间，提高软件质量；可以共享硬件平台，避免硬件驱动的重复开发；可以使车载软件在不同硬件平台移植和运行，节省开发时间、测试时间，从而节省了成本。
另外，根据本发明实施例的车载软件开发平台还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述异构控制器硬件包括单片机、单核处理器、多核处理器、AI处理器。
根据本发明的一个实施例，所述操作系统和驱动层中的操作系统包括类UNIX操作系统、单片机操作系统。
根据本发明的一个实施例，所述服务层包括数据总线模块、消息队列模块、时间同步模块、启动管理模块、更新管理模块、安全管理模块、数据持久化管理模块、服务管理模块、域控制器状态管理模块、诊断服务模块、网络管理模块、日志与调试模块、配置管理模块、执行器控制服务模块、信号采集服务模块。
根据本发明的一个实施例，所述应用程序层中的应用程序包括智能钥匙程序、空调程序、灯光控制程序、门窗控制程序、3D仪表程序中的一个或多个。
根据本发明的一个实施例，所述单片机操作系统包括BEOS操作系统、TTOS操作系统、RTFreeOS操作系统、UCOS操作系统、ucLinux操作系统，所述类UNIX操作系统包括鸿蒙操作系统、QNX操作系统、Linux操作系统、RTLinux操作系统。
根据本发明的一个实施例，所述操作系统接口层用于提供可移植操作系统接口。
根据本发明的一个实施例，所述SDK包包括诊断API、烧写API、安全管理API、定时器API、调试API。
根据本发明的一个实施例，所述单核处理器包括单核ARM处理器，所述多核处理器包括多核ARM处理器，且ARM处理器具有内存管理单元。
根据本发明的一个实施例，所述单片机包括8位、16位或32位的单片机
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例的车载软件开发平台的结构示意图；
图2是本发明一个具体实施例的车载软件开发平台的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的车载软件开发平台的结构示意图。
如图1所示，车载软件开发平台100包括从底层到顶层依次设置的硬件层110、操作系统和驱动层120、操作系统接口层130、服务层140、应用程序接口层150和应用程序层160。
在该实施例中，硬件层110设置有至少一个异构控制器硬件，每个异构控制器硬件包括一个处理器，以对应车载ECU(Electric Control Unit，电子控制单元)控制器。由此，可将多个车载ECU通过同一个车载软件开发平台100进行软件开发，有利于提升车载ECU软件开发的效率。
其中，异构控制器硬件包括单片机和高端处理器，高端处理器可包括单核处理器如单核ARM处理器、多核处理器如多核ARM处理器、AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器等。其中，单片机可以是8位、16位或32位的单片机，ARM处理器可具备MMU(MemoryManagement Unit，内存管理单元)硬件。
可选地，异构控制器硬件还可包括MIPS(Million Instructions Per Second，单字长定点指令平均执行速度)处理器、虚拟机/容器。
操作系统和驱动层120用于提供至少一个操作系统，操作系统与异构控制器硬件对应。
其中，操作系统和驱动层120中的操作系统可包括类UNIX操作系统、单片机操作系统，当然还包括对应的驱动，如CAN(Controller Area Network，控制器局域网)设备驱动、通用IO设备驱动等。其中，单片机操作系统包括BEOS操作系统、TTOS操作系统、RTFreeOS操作系统、UCOS操作系统、ucLinux操作系统，对应单片机；类UNIX操作系统包括鸿蒙操作系统、QNX操作系统、Linux操作系统、RTLinux操作系统，对应ARM/MIPS/X86架构的32/64位的处理器、虚拟机/容器等。
举例而言，若待开发的车载ECU为单片机和单核ARM处理器，即硬件层110设置有单片机(数量可以是多个)和单核ARM处理器(数量可以是多个)，则操作系统和驱动层120对应可设置有一个单片机操作系统和一个类UNIX操作系统，以及相应的驱动。由此，在进行软件开发时，可通过该单片机操作系统实现对单片机的管理，通过该类UNIX操作系统实现对各单核ARM处理器的管理。
操作系统接口层130用于实现各操作系统与服务层之间的数据传输。
其中，操作系统接口层可用于提供POSIX(Portable Operating SystemInterface，可移植操作系统接口)。由于单片机操作系统和类UNIX操作系统提供的编程API(Application Programming Interface，应用程序接口)有显著差异，因此通过操作系统接口层130提供的POSIX可消除这种差异，实现单片机操作系统和类UNIX操作系统之间数据的传输。
服务层140用于为车载软件开发提供SDK(Software Development Kit，软件开发工具)包，即提供编程和运行环境。
其中，参见图2，服务层包括数据总线模块、消息队列模块、时间同步模块、启动管理模块、更新管理模块、安全管理模块、数据持久化管理模块、服务管理模块、域控制器状态管理模块、诊断服务模块、网络管理模块、日志与调试模块、配置管理模块、执行器控制服务模块、信号采集服务模块。
具体地，数据总线模块可用于实现域处理器之间或域处理器内部数据流通和共享；消息队列模块用于向应用程序层传递消息；时间同步模块用于实现各车载控制器之间的时间同步；启动管理模块用于实现车载控制器应用启动过程的管理；更新管理模块可用于实现车载控制器中软件的更新，包括采用OTA(Over the Air，空中下载)技术的更新；安全管理模块用于实现车载控制器的安全配置，比如设置防火墙、预置加密算法等；数据持久化管理模块用于实现车载应用程序的状态或设置数据的存储；服务管理模块模块用于实现微服务框架，包括实现各车载应用程序之间的功能相互调用；域控制器状态管理模块用于实现车载控制器的功耗和系统状态管理；诊断服务模块用于实现诊断功能；网络管理模块用于实现CAN(Controller Area Network，控制器局域网)、以太网等网络的休眠唤醒，以及数据传输质量管理等方面的内容；日志与调试模块用于在开发或售后阶段，帮助工程师进行调试；配置管理模块用于实现车载控制器的配置；执行器控制服务模块用于执行器控制，例如如何驱动电机、如何驱动IO口等；信号采集服务模块用于实现传感器信号的采集，包括CAN信号、IO口信号、PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号等的采集。
可选地，配置管理模块可包括：括代码库(或运行库)、通信协议栈、系统启动与监控单元、通信服务单元等，其中，代码库可以是C Lib库，用以存储异构控制器的驱动程序代码。
应用程序接口层150用于通过应用程序接口向应用程序层160中的应用程序提供SDK。由此，车载应用程序的开发者可基于该SDK包和应用程序接口，编写与底层异构控制器硬件无关的车载应用程序。
其中，应用程序层160中的应用程序可包括智能钥匙程序、空调程序、灯光控制程序、门窗控制程序、3D仪表程序中的一个或多个。SDK包可包括诊断API、烧写API、安全管理API、定时器API、调试API。由此，车载应用程序(软件)基于SDK包开发，可以减少代码开发，缩短开发周期，节省测试时间，提高软件质量。
具体而言，应用程序层160中的应用程序可与硬件层110中的异构控制器硬件对应，由此，应用程序依次通过应用程序接口、服务层、POSIX接口，访问底层对应的操作系统和服务资源(即对应的异构控制器硬件资源)，以便实现车载软件的开发。
根据本发明实施例的车载软件开发平台，可以协调多个项目团队，共享硬件平台，避免硬件驱动的重复开发。例如，项目团队A开发了基于单片机a的驱动程序，测试验证成功后，项目团队A将单片机a的驱动程序代码公开，并将代码加入到车载软件开发平台的代码库中；之后，项目团队B有另一个基于单片机a的项目，此时项目团队B可以直接从车载软件开发平台中选择单片机a的驱动程序，并不需要重新开发和测试单片机a的驱动程序，从而避免硬件驱动的重复开发和测试时间。
同时，车载软件可以在不同硬件平台移植和运行，节省开发时间、测试时间。由于车载软件的开发基于应用程序接口API开发，应用程序接口API及服务层对应用程序屏蔽了不同硬件之间的差异，从而使得车载软件只需要开发一次，就可以在不同单片机之间、不同高端处理器(如ARM处理器)之间运行。例如，基于本车载软件开发平台开发的空调程序，既可以在32位的空调专用的单片机上运行，又可以在车载3D仪表的硬件上运行；其好处在于，在某些低端车型上(如不搭载3D仪表)，空调程序需要运行在单片机上，在高端车型上(搭载3D仪表)，空调程序和3D仪表程序可共同运行在3D仪表的硬件上(非单片机的高端处理器)，从而节省了空调控制器的成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车载软件开发平台，其特征在于，包括从底层到顶层依次设置的硬件层、操作系统和驱动层、操作系统接口层、服务层、应用程序接口层和应用程序层，其中，
所述硬件层，设置有至少一个异构控制器硬件，每个所述异构控制器硬件包括一个处理器；
所述操作系统和驱动层，用于提供至少一个操作系统，所述操作系统与所述异构控制器硬件对应；
所述操作系统接口层，用于实现各所述操作系统与所述服务层之间的数据传输；
所述服务层，用于为所述车载软件开发提供软件开发工具SDK包；
应用程序接口层，用于通过应用程序接口向所述应用程序层中的应用程序提供所述SDK包。
2.如权利要求1所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述异构控制器硬件包括单片机、单核处理器、多核处理器、AI处理器。
3.如权利要求1所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述操作系统和驱动层中的操作系统包括类UNIX操作系统、单片机操作系统。
4.如权利要求1所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述服务层包括数据总线模块、消息队列模块、时间同步模块、启动管理模块、更新管理模块、安全管理模块、数据持久化管理模块、服务管理模块、域控制器状态管理模块、诊断服务模块、网络管理模块、日志与调试模块、配置管理模块、执行器控制服务模块、信号采集服务模块。
5.如权利要求1所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述应用程序层中的应用程序包括智能钥匙程序、空调程序、灯光控制程序、门窗控制程序、3D仪表程序中的一个或多个。
6.如权利要求3所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述单片机操作系统包括BEOS操作系统、TTOS操作系统、RTFreeOS操作系统、UCOS操作系统、ucLinux操作系统，所述类UNIX操作系统包括鸿蒙操作系统、QNX操作系统、Linux操作系统、RTLinux操作系统。
7.如权利要求1所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述操作系统接口层用于提供可移植操作系统接口。
8.如权利要求1所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述SDK包包括诊断API、烧写API、安全管理API、定时器API、调试API。
9.如权利要求2所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述单核处理器包括单核ARM处理器，所述多核处理器包括多核ARM处理器，且ARM处理器具有内存管理单元。
10.如权利要求2所述的车载软件开发平台，其特征在于，所述单片机包括8位、16位或32位的单片机。
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