《动力电池及充电技术》+课件+第16章_基础软件讲解.ppt

计算机与信息学院第16章基础软件章节内容16.1软件需求16.2软件系统16.3软件标定16.4软件集成16.5软件标准16.5.1AUTOSAR16.5.2OSEK/VDX**16.1软件需求电池管理系统和整车控制器基础软件一样，嵌入式基础软件实现IO驱动、OS任务调度，程序下载、CAN通信、诊断协议、标定协议等功能，是硬件和上层应用软件之间的数据桥梁。基础软件除了IO驱动和嵌入式芯片相关，其他功能相同，可以平台化设计开发，以方便在不同控制器硬件平台之间移植，缩短开发周期，降低开发成本。符合AUTOSAR标准的基础软件平台，其中复杂驱动模块体现不同控制器特有的驱动程序。而非AUTOSAR标准的基础软件平台，体现企业的个性化特点。基础软件开发工作包括开发工具链和技术路线的建立，嵌入式软件系统及软件架构设计，平台软件开发与管理，系统软件集成与测试，软件版本配置与管理，标定技术支持，售后诊断工具及Flash刷新工具开发，DV、电磁兼容、EOL等测试版本软件开发，开发流程建设和开发文件管理等。16.1软件需求根据下图电池策略控制模块关系情况可知，电池管理策略需要含有的模块有任务调度、系统管理、数据采集、系统动作、核心算法、绝缘检测、故障诊断与系统保护等。16.1软件需求16.2软件系统软件系统将介绍软件架构、硬件依赖层、硬件抽象层，网络服务和复杂驱动等。嵌入式操作系统的设计是一个涉及嵌入式软件、硬件的方方面面非常复杂的问题，解决这个问题可基于这样一个基本原理：问题分解，各个击破。设计易于移植的嵌入式平台，应遵循层次化、模块化和对象化的设计方法：（1）层次化思想层次化设计对于嵌入式操作系统而言，体现在嵌入式操作系统的纵向结构上。为了适应多种硬件平台，将操作系统划分出来一个可以直接和硬件通信的层次，然后为其上层提供抽象支持，下层通过API的形式向上层提供服务。这样上层在进行硬件操作时，不需要了解设备的具体细节，从而大大减少系统理解和开发的复杂度。层次化的方法主要有以下优点：节省成本、易于理解、易于扩展、易于排错。（2）模块化思想模块化最大特点就是将接口和实现分离开来，将具体的功能块隐藏在抽象的接口背后，以保证每个模块可以在不影响其他模块的情况下进行改变。可将模块之间的依赖关系仅仅限定于接口。模块化方法与层次化方法不同，软件模块之间是相互独立的关系，而不是层次之间相互依赖的关系。（3）对象化思想对象是结构化使用模块的方法，面向对象设计方法将数据与数据上的操作封装在对象这个模块实体中，外界不能直接对对象内部进行访问和操作，只能通过消息的方式间接访问。面向对象设计方法能够使软件开发人员更加容易理解，并且也提高了软件的扩展性、维护性和重用性。16.2软件系统1.软件架构底层软件平台及电池控制策略集成在一起（应用程序）作为一个工程开发，生成一个独立的二进制文件，下图为应用软件架构，包括软件平台层和策略应用层，软件平台层也通常称为底层，应用层通常称为控制策略层。16.2软件系统1.软件架构在整个嵌入式系统设计过程中，硬件抽象层同样发挥着不可替代的作用。传统的设计流程是采用瀑布式设计开发过程，首先是硬件平台的制作和调试，而后是在已经定型的硬件平台的基础上再进行软件设计。由于硬件和软件的设计过程是串行的，因此需要很长的设计周期；而硬件抽象层能够使软件设计在硬件设计结束前开始进行，使整个嵌入式系统的设计过程成为软硬件设计并行的V模式开发过程，如下图所示。这样两者的设计过程大致是同时进行的或是并发的，缩短了整个设计周期。16.2软件系统2．硬件依赖层硬件依赖层（底层驱动）——包括复杂驱动、看门狗、基础服务（系统调度所需定时器、中断管理和一些通用处理函数，如：PLL驱动、Flash驱动、内存管理驱动、定时器驱动）、IO、CAN等其他驱动。3．硬件抽象层硬件抽象层是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，其目的在于将硬件抽象化。它隐藏了特定平台的硬件接口细节，为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性，可在多种平台上进行移植。从软硬件测试的角度来看，软硬件的测试工作都可分别基于硬件抽象层来完成，使得软硬件测试工作的并行成为可能。硬件抽象层对IO口、PWM、CAN、SPI等功能模块进行抽象定义，使得应用程序实现不同底层平台的移植。4．网络服务电池管理系统的网络服务包含实现软件标定测量的CCP协议、实现系统诊断控制的UDS协议。