基于模型驅動的汽車電子軟件開發(fā)方法研究

查正運

摘 要：汽車發(fā)展和研究對于人們的生活方式具有很大的改變，不斷應用汽車電子技術為制造汽車產業(yè)提供了發(fā)展依據，也為汽車增加了更豐富和更完美的功能。目前，汽車產業(yè)已經逐漸開始使用比較先進的控制系統(tǒng)進行控制，廣泛應用嵌入式系統(tǒng)為汽車未來發(fā)展提供方向，也昭示著汽車未來正朝著高度信息化發(fā)展。

關鍵詞：模型驅動；汽車電子；軟件開發(fā)

1 模型驅動的汽車電子軟件開發(fā)流程

基于模型驅動的汽車電子軟件開發(fā)流程可以分成五大步驟，包括分析需求、設計系統(tǒng)、生成代碼、集成軟件以及標定系統(tǒng)。上述步驟實際上都是圍繞模型系統(tǒng)進行的，而且合理形成V字形狀。分析需求就是說利用需求模型來適當地描繪系統(tǒng)想要達到的目的，分析需求的時候主要有兩項工作為需求建模以及需求驗證；設計系統(tǒng)實際上是依據分析需求來深入設計系統(tǒng)，從而可以發(fā)現符合系統(tǒng)需求的方案，包括兩方面工作即設計模型和驗證模型；生成代碼就是利用設計系統(tǒng)過程中有機的結合產生的配置文件、系統(tǒng)模型以及基于模型驅動汽車電子運行平臺自動形成代碼；集成軟件就是把自動形成的代碼分別合理地形成不同的軟件平臺，然后利用一定軟件部署策略來形成統(tǒng)系統(tǒng)；標定系統(tǒng)是開展汽車電子軟件獨特的項目，需要相關參數配置，合理匹配特定車型和軟件，因此，也是指導軟件開發(fā)的主要系統(tǒng)[1]。

開發(fā)軟件主要可以分為應用開發(fā)和平臺開發(fā)兩大部分。開發(fā)應用主要就是從設計模型開始的，利用需求模型來合理的分析和驗證模型。模型驗證和需求建模是反復互動的過程，驗證結果能夠發(fā)送到設計模型中，作為模型修改的依據。經過驗證沒有問題的模型會被變換為高層次系統(tǒng)模型，也就是構件系統(tǒng)模型或者系統(tǒng)層系統(tǒng)模型。在深入設計系統(tǒng)模型的時候，需要驗證完成設計的系統(tǒng)模型，驗證結果對于進一步開發(fā)具有直接作用，為調整和修改模型提供依據。在完成驗證模型以后，需要依據模型系統(tǒng)和模型需求來配置特定平臺。配置的根本目標就是制定和裁剪系統(tǒng)平臺，配置結果需要與模型系統(tǒng)形成系統(tǒng)代碼。經過編譯之后的自動生成代碼可以應用到系統(tǒng)中。現階段，僅僅只能應用原型系統(tǒng)，需要經過檢驗之后才能夠使用。在模型系統(tǒng)的指揮下測試系統(tǒng)，此外，可能需要修改測試系統(tǒng)。一旦進行修改系統(tǒng)就進入到模型系統(tǒng)階段，需要進一步開發(fā)?；谀Ｐ万寗拥钠囯娮榆浖_發(fā)方式包括算法組建和應用構件。算法組建是能夠進行獨立算法的通用模塊。算法組建是通過很多函數共同組成的，完成設計算法的組件可以合理的運用到平臺算法庫。應用構件是獨立通用應用模塊，例如，電子油門構件[2]。通用構件在完成設計以后需要適當的引入到平臺構件庫中，需要復用相關應用。系統(tǒng)平臺主要包括算法組件庫、應用構件庫、驅動庫等。在系統(tǒng)生成的時候，需要依據文件的配置系統(tǒng)來合理的選擇和配置系統(tǒng)平臺庫的內容，然后合理的運用到應用系統(tǒng)中。

2 模型驅動的汽車電子軟件關鍵技術

2.1 強實時微內核操作系統(tǒng)技術

開發(fā)電子汽車軟件的主要特征就是把操作系統(tǒng)引入到開發(fā)中。在以前傳統(tǒng)的開發(fā)方式中，主要重視控制系統(tǒng)開發(fā)的策略，導致操作系統(tǒng)變得可有可無，但是伴隨著電子汽車軟件變得更加復雜，使得在開發(fā)的時候操作系統(tǒng)變得更加重要，一些開發(fā)方式可以把操作系統(tǒng)合理的引入到開發(fā)中，但是只是作為基本支持平臺，主要有依據操作系統(tǒng)進行設計和驗證。但是汽車電子軟件的開發(fā)方式合理的把強實時微內核的操作系統(tǒng)引入其中，以此當做設計系統(tǒng)開發(fā)的核心，并且依據系統(tǒng)對平臺進行代碼生成和驗證，所以，在汽車電子軟件開發(fā)中，基于驅動的開發(fā)模型不再僅僅是可選部分，而是成為開發(fā)的主要部分[3]。

2.2 系統(tǒng)運行分析技術

基于模型驅動的汽車電子軟件開發(fā)的方式中，系統(tǒng)運行分析是驗證模型的重要方式。系統(tǒng)運行的分析主要就是利用分析模型，模擬動態(tài)行為，以此來檢驗是否具有符合規(guī)范的模型設計。

2.3 圖形化設計技術

表達模型的主要形式就是圖形，也是UML建模的重要語言特點，可以圖形化需要表達的數據信息，但是需要一定的工具來進行圖形化支持。SmartC是一種不僅可以表達圖形，也可以表達文本的建模語言，但是也需要一定的圖形化工具，支持把數據進行圖形化，所以，想要開發(fā)基于模型驅動的汽車電子軟件就需要開發(fā)能夠支持圖形化的工具。因此，可以適當使用eclipes平臺以及相關能夠進行圖形化的插件來當做開發(fā)的平臺和方式，從而可以開發(fā)基于模型驅動軟件的相關圖形化工具[4]。

2.4 自動生成技術

想要增加軟件開發(fā)的質量和效率主要方式就是自動生成技術，在基于模型驅動汽車電子軟件開發(fā)中的自動生成技術主要包括自動生成程序代碼、自動生成系統(tǒng)模型以及自動生成設計文檔。自動生成系統(tǒng)模型實際上就是說由高層次模型形成低層次模型，例如把系統(tǒng)系統(tǒng)需求模型變換為系統(tǒng)設計模型。自動生成設計文檔實際上就是根據系統(tǒng)設計模型來形成相關設計文檔，此時需要合理分析模型，能夠在模型中提取語義，并且依據相關格式規(guī)范需求利用自然語言進行表達。自動生成程序代碼實際上就是利用系統(tǒng)的配置文件和設計合理的把預制程序代碼形成組合實際系。預制代碼主要包括各種驅動、操作系統(tǒng)等代碼以及各種復用的構件。此外，在使用自動生成技術的時候，需要保持具有同步的生成目標和生成源，例如，變動程序代碼可以適當地引發(fā)設計模型的改變，利用一定的同步技術，可以盡可能地降低設計系統(tǒng)反饋時間，從而可以增加開發(fā)效率[5]。

3 結束語

總而言之，基于模型驅動的汽車電子軟件的開發(fā)，能夠很好地融合模型驅動開發(fā)方式和模型設計軟件方式，并且提出了合理的設計方式，從而可以很好地解決汽車電子控制系統(tǒng)的可靠性，對于汽車行業(yè)的發(fā)展以及經濟發(fā)展具有很大影響。

參考文獻

[1]楊國青.基于模型驅動的汽車電子軟件開發(fā)方法研究[D].浙江大學，2010.

[2]楊帆.汽車電子軟件的實時性驗證方法研究[D].湖南大學，2011.

[3]高志剛，吳朝暉.汽車電子軟件中混合調度方式下響應時間分析[J].中國機械工程，2011，19（17）.

[4]伍如意.基于AUTOSAR標準的汽車電子軟件開發(fā)平臺分析和設計[D].浙江大學，2011.

[5]一種基于模型的可視化汽車電子軟件需求表示方法[J].山東科學，2010，22（5）.