导言
近年来，跟着电子科学和计算机技术的飞速发展，轿车电子设备的运用越来越多。现在，国内轿车电子技术水平跟国外轿车厂商比较还有很大距离，尤其是在发动机电控方面，国内尚无独立开发先例。本文介绍的柴油机电控体系嵌入式软件渠道便是面向轿车电子，遵从OSEK规范，运用于轿车动力总成操控的体系渠道。 软件渠道由微型体系内核和运用编程接口库组成。嵌入式操作体系内核担任使命调度及事情处理等，编程接口库担任将开发常用的算法和MPC555底层硬件的驱动函数进行控件级封装，供用户调用。在嵌入式体系中，开发人员经过调用编程接口库中已有的API函数，就能够完成常用运算功用以及惯例硬件操作。
图1 发动机电控体系层次图
整个电控体系包含硬件渠道、底层驱动、嵌入式软件渠道和上层用户四个层次。各个层次联系，如图1所示。
硬件渠道简介
发动机电控体系硬件渠道主控CPU为MPC555，它是一款高功能的32位单片机，是专为轿车电子、航空航天、智能体系等高端嵌入式操控体系所规划的芯片。其共同之处在于其具有浮点运算单元，支撑浮点代码的直接编程；此外，MPC555还具有可编程的时刻处理模块，可经过对该模块的独立编程，完成对发动机曲轴、凸轮轴等杂乱周期信号的处理，无需外接独自的CPU，然后大大简化了软、硬件规划。
图2 发动机电控体系硬件电路结构框图
以MPC555为中心操控单元，辅以相应的输入信号处理、输出操控和通讯单元规划的发动机电控体系硬件电路结构框图，如图2所示。
嵌入式操作体系内核简介
该嵌入式操作体系是以MPC555/MPC556单片机为硬件运转渠道，参照欧洲OSEK规范，构建的超微型实时安全的嵌入式操作体系内核。该体系为用户供给各种使命调度、事情处理及中止呼应机制，并由操作体系办理各个使命之间的切换和信息传递。
为满意体系实时性的要求，操作体系使命办理选用依据使命优先级的可抢占式使命机制，使命之间经过音讯邮箱和音讯行列传递变量和信息。别的，体系内核运用开放源码机制,经过削减与移植,能够支撑多种世界干流处理器。
该嵌入式操作体系内核的功用结构，如图3所示。
图3支撑轿车电子的嵌入式操作体系内核结构图
嵌入式编程接口库规划
运用编程接口库的规划是将发动机电控体系需求的惯例算法和硬件根本操作封装为函数办法，嵌入在操作体系中，为开发人员供给一个友爱安全的软件渠道。
该嵌入式编程接口库的结构，如图4所示。
图4 支撑轿车电子的嵌入式编程接口库结构图
嵌入式根底编程接口库
嵌入式根底编程接口库是指各行业在电子操控方面通用的编程接口库。该库运用现有车辆数据作为模仿数据进行操控算法和线性插值算法库函数验证，数据结构契合 ASAP2规范。该接口库为用户供给了一整套开发中常用的算法函数和根本操作，对典型的算法和操作进行控件级封装，为运用程序供给一个完好的通用的体系调用函数库。
该函数库首要包含：
1. 2D、3D线性插值算法接口库：在二维、三维表中，经过线性插值得到与输入量对应的函数值,用于发动机操控参数查表算法。
2. PID操控器算法接口库：PID操控器是一种线性操控器。它依据给定值与实践输出值构成操控误差，将误差的份额、积分和微分经过线性组合构成操控量，首要用于操控喷油输出信号。
3. 滑润滤波处理算法接口库：首要用于对收集的模仿信号进行滑润和去抖处理。4. 其他轿车电子操控体系中，常用的操控算法和信号处理函数接口库。
嵌入式根底编程接口库的规划有两个意图：一是便利调用运用程序，添加程序可靠性和编程功率；二是期望经过将处理办法规范化，在不改动程序结构的情况下，能够将程序文在不同的硬件渠道上进行移植，免去了软件开发人员对一些典型算法和操作的重复编程。
嵌入式专用编程接口库
嵌入式专用编程接口库，是指针对特定柴油机和ECU的硬件特殊需求规划的体系专用编程接口库。该接口库的规划契合OSEK操作体系调用规范，为用户供给底层硬件MPC555的各个功用模块的驱动，并针对轿车电子完成了根本的数据处理工作，供给软件方面的可调用函数。嵌入式专用编程接口库首要包含：
1. 模仿量输入检测及处理接口库：发动机的温度、压力等传感器信号以电压办法被电控单元ECU的模仿量通道收集。信号收集办法能够是需求时调用收集函数，也能够设置成QADC单元主动按定时器周期次序收集。在体系初始化时，用户可依据详细情况别离设定各个通道的收集办法。
2. 开关量输入/输出接口库：用于对离合器、刹车等开关量信号收集并做去抖处理，成果赋值给指定的全局变量，供用户需求时读取。传感器电源、涡轮增压器操控等开关量输出，则经过直接调用相应函数由引脚输出凹凸电平完成。I/O口的引脚方向在体系初始化时依据硬件规划设定。
3. 周期量输入检测及输出操控接口库：MPC555单片机内部集成的时刻处理单元TPU自带曲轴/凸轮轴信号检测功用和喷油信号输出操控功用。为便利用户运用，咱们将各个功用封装为底层驱动函数办法，用户能够调用这些函数设定TPU的工作办法。
4. 其他和单片机硬件相关的驱动函数接口库。
底层驱动接口库是轿车电子开发人员和底层硬件体系之间的桥梁，使开发人员能够最大极限地脱离底层硬件转而专心于轿车操控算法规划。用户经过对底层驱动接口函数的调用，就能够便利地完成对MPC555底层硬件的操作。
嵌入式API函数库
依据上述算法和底层驱动函数库，针对该操控体系的详细需求和功用，统筹在轿车电子范畴的通用性，咱们对函数和算法以及各种操作进行了更高一层的封装，为用户供给了更规范的API函数库，更大程度地便利了用户。API函数库包含了发动机各种信号的输入处理和输出操控函数，能够完成愈加详细的功用。
以发动机喷油操控函数为例，当体系检测到曲轴信号缺齿方位时，发生中止。体系依据测得的发动机转数，以及各种温度和压力参数，结合怠速、刹车等开关的状况，设定喷油输出信号的开始时刻和脉冲宽度，然后完成对发动机功能的操控。
结语
本文介绍了一种支撑轿车电子的嵌入式编程接口库的内容和规划办法。接口库供给了可供体系直接调用的各种API函数，以完成惯例算法和硬件操作。接口库的规划相对独立，完成了与硬件渠道、操作体系和操控算法的并行开发，最终统一联调，大大缩短了开发的时刻。一起，这种层次分明的规划思维，也使得接口库规划愈加通用和规范化，能够经过简略修正移植到新的软、硬件渠道之上，提高了代码的重复运用率，有较高的运用价值。
