基于UML技術(shù)與AUTOSAR 標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)底層驅(qū)動軟件開發(fā)

尹強(qiáng)飛

江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西南昌 330095

基于UML技術(shù)與AUTOSAR 標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)底層驅(qū)動軟件開發(fā)

尹強(qiáng)飛

江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西南昌 330095

本文對基于UML技術(shù)和AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)底層驅(qū)動軟件進(jìn)行了理論分析。

計算機(jī)底層驅(qū)動軟件；UML技術(shù)；AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)；模式；適配器

一、緒論

最佳的軟件開發(fā)過程被視為取決于每個軟件開發(fā)環(huán)境的情景特性。這些特性包括開發(fā)中應(yīng)用程序的性質(zhì)、團(tuán)隊規(guī)模、需求波動性和人員體驗。然而，目前還沒有真正具有影響軟件開發(fā)過程的情景因素的全面參考框架。軟件設(shè)計產(chǎn)品除了要滿足基本功能的要求外，還需要滿足質(zhì)量要求。而作為軟件質(zhì)量的重要組成部分的軟件性能，也越來越受到人們的重視。傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法通常只注重軟件的功能需求，往往在系統(tǒng)測試之后，不關(guān)心設(shè)計是否能真正滿足系統(tǒng)性能和可靠性的需要。上層應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)具有良好的可移植性，底層驅(qū)動的開發(fā)和穩(wěn)定性將更加快速高效，是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)成功的關(guān)鍵。隨著芯片技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式硬件在市場上升級迅速。因此，如何合理的降低硬件成本并保持嵌入式系統(tǒng)開發(fā)速度是當(dāng)前需要解決的問題。

通常，軟件性能是由架構(gòu)或設(shè)計問題引起的，而不是低效的代碼。早期大部分的軟件開發(fā)在集成測試階段被引入到性能問題中，甚至以后也出現(xiàn)了一些在軟件生命周期早期集成的軟件性能分析方法。它們涉及不同的語言和性能模型，以及不同的自動化工具和環(huán)境性能評估。統(tǒng)一的驅(qū)動接口（UDI）定義的硬件平臺和應(yīng)用編程接口的驅(qū)動程序集之間的可移植性，硬件抽象技術(shù)底層硬件和操作系統(tǒng)之間加入了硬件抽象層，從而避免了操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件直接訪問物理設(shè)備，屏蔽底層硬件的差異，提高軟件的健壯性和提高軟件的開放性和可移植性。但在實際應(yīng)用中，以BSP嵌入式操作系統(tǒng)為形式的硬件抽象層。因此，通過基于 UML技術(shù)和AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)理論分析來修改現(xiàn)行的軟件設(shè)計模式。

二、提出的UML模式

本文提出了UML軟件體系結(jié)構(gòu)性能設(shè)計方法的自動分析，并提供自動分析工具的支持；研究包含的分支節(jié)點(diǎn)和UML活動圖的交會節(jié)點(diǎn)加入到排隊網(wǎng)絡(luò)的方法，并在排隊網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)形式的變換定義類。創(chuàng)建UML模式的一般步驟可以概括為以下幾節(jié)。（1）用戶指定的系統(tǒng)需要滿足的性能參數(shù)。其性能指標(biāo)將作為基于UML工具判斷績效自動化軟件架構(gòu)得到的性能參數(shù)對系統(tǒng)性能的預(yù)測是否滿足系統(tǒng)的性能要求。（2）用戶建立UML模型的軟件系統(tǒng)。本文選擇了UML的用例圖、活動圖和組件圖作為性能預(yù)測圖形。（3）建立用戶UML SPT軟件系統(tǒng)模型。根據(jù)UML模型在步驟2中設(shè)置，將原型和標(biāo)記值添加到SPT的UML模型中，用于稍后到排隊網(wǎng)絡(luò)。（4）用戶根據(jù)給定標(biāo)簽值的經(jīng)驗或度量值，這些值將是排隊網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。（5）將UML模型中的SPT標(biāo)記值添加到程序中，可以識別xm l格式文件。他們的行為是與服從指數(shù)分布的隨機(jī)變量，并生成系統(tǒng)馬爾可夫鏈的語義模型，除了指數(shù)分布的行為，他們也認(rèn)為是被動的和立即行動；Petri網(wǎng)是一種圖形化和數(shù)學(xué)化的建模工具，可以提供一個集成的建模、分析與控制環(huán)境，分析離散并發(fā)系統(tǒng)。因此，人們提出了許多um l規(guī)范和petri網(wǎng)集成方法。

三、AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的原則

驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的硬件平臺和上橋。它是影響嵌入式系統(tǒng)質(zhì)量和軟件構(gòu)件開發(fā)效率的關(guān)鍵。高可靠性、高效率、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件松耦合的驅(qū)動程序是驅(qū)動程序開發(fā)中的一個關(guān)鍵問題。在這一節(jié)中，結(jié)合了底層驅(qū)動接口規(guī)范，討論了解決這些關(guān)鍵問題的方法。硬件平臺之間的服務(wù)層，增加ECU抽象層和微控制器抽象層。大型復(fù)雜的AUTOSAR軟件架構(gòu)，基于CAN總線通信系統(tǒng)的選擇為例說明設(shè)計的飛思卡爾 MC9S12DG128開發(fā)板上實現(xiàn)的過程和方法。CAN總線是一種非常廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場總線的汽車之一。各功能模塊通過上提供符合AUTOSAR底層驅(qū)動接口規(guī)范的驅(qū)動程序接口的抽象映射的各個硬件模塊的控制器的功能，并通過接口函數(shù)實現(xiàn)隱藏硬件操作的細(xì)節(jié)。通過接口函數(shù)調(diào)用參數(shù)設(shè)置來配置上層應(yīng)用模塊所需的硬件功能，避免上層軟件直接操作硬件。通過抽象的設(shè)計屏蔽了硬件功能的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，以及操作系統(tǒng)和RTE層提供符合標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)范。函數(shù)可以實現(xiàn)只要硬件的接口，操作系統(tǒng)可以運(yùn)行在硬件平臺上，通過接口的通用虛擬了一個通用的硬件平臺環(huán)境，包括操作系統(tǒng)正是在這種虛擬硬件平臺的構(gòu)建，使操作系統(tǒng)可以運(yùn)行在不同的硬件平臺。

四、結(jié)論與總結(jié)

本文對計算機(jī)底層驅(qū)動軟件基于UML技術(shù)和AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了理論分析。通常，軟件性能是由架構(gòu)或設(shè)計問題引起的，而不是低效的代碼。早期大部分的軟件開發(fā)在集成測試階段被引入到性能問題中，甚至以后也出現(xiàn)了一些在軟件生命周期早期集成的軟件性能分析方法。修改后的模式將在項目級、軟件級、業(yè)務(wù)級三個層次上對當(dāng)前軟件設(shè)計方法進(jìn)行改進(jìn)。相應(yīng)的利潤是可以接受的。在以后的研究中，我們決定對UML模式設(shè)計進(jìn)行深入的研究。

[1]羅端,李紅,方正,鄧俊,胡琦,唐凱.基于 AUTOSAR 的汽車電子診斷系統(tǒng)的開發(fā)[J].汽車工程.2012(02):33-38

[2]李向燕,唐柳湘,李允.基于AUTOSAR的LIN實現(xiàn)[J].計算機(jī)工程.2012(04):55-59

尹強(qiáng)飛，1982.4-，男，江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向：軟件開發(fā)。