汽車嵌入式系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-31
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MISRA-C規范檢查：MISRA-C是一種針對汽車嵌入式系統編程的規范，旨在提供一套用于編寫安全關鍵的汽車軟件的指南。CasePlayer2集成了MISRA-C規范檢查功能，可以自動檢查源代碼是否符合MISRA-C規范，從而確保源代碼的安全性和穩定性。 4.
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汽車嵌入式系統的實例教程
區別于傳統基于SysML的架構設計工具，SCADE Architect支持在SysML的基礎進行封裝定制，擴展出了符合ARP 4754A流程的航空嵌入式系統設計解決方案 (支持導出符合ARINC 429,ARINC 664，ARINC 653等協議的ICD；支持基于AADL 2.2版本對航電非功能屬性進行建模、實現虛擬系統的集成；支持FACE: Future Airborne Capability Environment架構(最高3.0版本))、擴展出了符合ISO 26262流程的汽車嵌入式系統設計解決方案(支持AUTOSAR標準)。
同年，為了專注于安全關鍵系統領域的業務，愛斯特爾技術公司將研制多年的旨在簡化電子系統級(ESL)設計和系統級芯片(SoC)設計的EDA工具Esterel Studio 出售給了Synfora公司。而2010年，Synopsys公司又收購了Synfora公司。盡管如此，SCADE依然可以通過定制與部分硬件設計語言進行橋接或轉換。
2011年愛斯特爾技術公司推出SCADE Lifecycle產品，用于幫助系統和軟件開發人員進行產品的全生命周期管理。
2012年愛斯特爾技術公司推出SCADE ARINC 661解決方案，可用于符合ARINC 661標準的交互式座艙顯示系統的設計。SCADE ARINC 661是業內唯一的、以基于模型的方式完全實現ARINC 661標準版本4和版本5中定義的所有控件 (Widget)的解決方案。當前兼容支持的最高版本為ARINC 661版本6(含93個Widget，15個Extension) 。
同年，Ansys收購愛斯特爾技術公司，并將其歸于Ansys的系統事業部(System Business Unit)。
展開 近期推出的嵌入式系統專題內容中，我們詳細梳理了Ansys SCADE的誕生、發展及應用，也針對“形式化方法”做了進一步闡述，詳實地介紹了在當今軟件行業已有眾多測試手段下為什么形式化方法尤為重要？本期我們將分享Ansys SCADE在航空電傳飛控系統中的應用。全文將從民用飛機的飛行控制系統、空客的電傳飛控系統、SCADE在空客電傳飛控中的應用、空客在研發選用的工具鏈中對形式化方法的重視以及案例展現等多個方面來闡述基于SCADE的形式化方法在空客電傳飛控中的具體應用。在后續專題內容中我們還將推出包括軌道交通、核能重工及航天防衛等行業應用案例。
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飛行控制系統簡介
飛機的飛行控制系統(FCS: Flight Control System)就是利用控制原理使得飛機的操縱面(又稱舵面,surface or rudder)偏轉，以實現對飛機的姿態和航跡運動進行穩定控制的系統。飛控系統通常包括
飛行器運動，包括其重心的線運動、繞機體軸的角運動(升降舵Elevator完成俯仰Pitch，副翼Aileron完成滾轉Roll，方向舵Rudder完成偏航Yaw)，以及飛行器結構模態的變化;
完成對飛機姿態和航跡運動的穩定和控制所需的所有硬件及軟件
圖表1：飛行控制示意圖
通常認為，迄今為止飛控系統共演進了四代，分別是簡單機械控制系統、液壓助力控制系統、增穩控制系統和電傳控制系統。
展開 該項目的目標是為歐洲列車控制系統提供“開放的證明”(Open Proof)，證明可以：
將開源許可原則應用于鐵路安全(ETCS)和鐵路自動化應用中的關鍵軟件組件，特別是在車輛方面，實現合作伙伴之間的共享發展，避免運營商與供應商之間的鎖定情況，形成版本開放自由軟件服務生態系統
提供了一個平臺，會員可以在該平臺上交流經驗，并基于開源和開放創新，共同發起和實施列車控制、列車自動化和鐵路應用通用數字化領域的項目
在所有層面上采用“開放標準”，包括硬件和軟件規范、接口定義、設計工具、驗證和確認程序，以及重要的嵌入式控制軟件。通過應用這些技術和相關的業務概念，力求將最終車載產品的成本大幅降低，甚至低于傳統的高性能信號系統
形成一個涵蓋建模、設計、驗證和測試的集成框架，以利用ETCS的成本效益和可靠性實現
該框架將在ETCS軟件的整個開發過程中提供一個完整的工具鏈。
- 工具鏈將支持ETCS系統需求的
形式化規范和驗證
- 符合ETCS的
代碼自動生成和驗證
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基于模型的測試用例生成和執行
采用形式化方法，以克服現有互操作性問題，將繁瑣沉重的驗證和確認活動從軌道現場轉移到實驗室，加速ERTM的遷移和ERTM部署計劃，節省寶貴的資源。
展開 前言
嵌入式是軟件設計領域的一個分支，它自身的諸多特點決定了系統架構師的選擇，同時它的一些問題又具有相當的通用性，可以推廣到其他的領域。
提起嵌入式軟件設計，傳統的印象是單片機，匯編，高度依賴硬件。傳統的嵌入式軟件開發者往往只關注實現功能本身，而忽視諸如代碼復用，數據和界面分離，可測試性等因素。從而導致嵌入式軟件的質量高度依賴開發者的水平，成敗系之一身。
隨著嵌入式軟硬件的飛速發展，今天的嵌入式系統在功能，規模和復雜度各方面都有了極大的提升。比如，Marvell公司的PXA3xx系列的最高主頻已經達到800Mhz，內建USB,WIFI,2D圖形加速,32位DDR內存。
在硬件上，今天的嵌入式系統已經達到甚至超過了數年前的PC平臺。在軟件方面，完善的操作系統已經成熟，比如Symbian, Linux, WinCE。
基于完善的操作系統，諸如字處理，圖像，視頻，音頻，游戲，網頁瀏覽等各種應用程序層出不窮，其功能性和復雜度比諸PC軟件不遑多讓。原來多選用專用硬件和專用系統的一些商業設備公司也開始轉換思路，以出色而廉價的硬件和完善的操作系統為基礎，用軟件的方式代替以前使用專有硬件實現的功能，從而實現更低的成本和更高的可變更，可維護性。
2.決定架構的因素和架構的影響
架構不是一個孤立的技術的產物，它受多方面因素的影響。同時，一個架構又對軟件開發的諸多方面造成影響。
下面舉一個具體的例子。
摩托車的發動機在出廠前必須通過一系列的測試。在流水線上，發動機被送到每個工位上，由工人進行諸如轉速，噪音，振動等方面的測試。要求實現一個嵌入式設備，具備以下基本功能:
安裝在工位上，工人上班前開啟并登錄。
通過傳感器自動采集測試數據，并顯示在屏幕上。
展開 本文作為#嵌入式系統Ansys SCADE系列專題內容，此次將主要介紹『基于SCADE Suite模型的驗證』，第一部分是關于驗證手段的介紹，其中包含Ansys SCADE Suite支持的驗證工具介紹；第二部分是介紹如何使用SCADE認證級測試環境；第三至第七部分是其他驗證手段的介紹。
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基于SCADE Suite模型的驗證
1.1 不含模型的傳統驗證手段
《安全關鍵軟件開發與審定—DO-178C標準實踐指南》書中指出：驗證，是應用于整個軟件生命周期的一個整體性過程。在DO-178C中的驗證，是包括評審、分析和測試的一個組合。評審是提供一個定性的評估；分析是提供正確性的可重復的證據；測試是運行一個系統或系統部件，以驗證它滿足指定的需求并檢測其錯誤。
1.2 新增模型后的驗證手段：模型仿真
《基于模型的開發和驗證標準—DO-331》中指出使用基于模型的開發和驗證(MBDV)后，就在傳統驗證手段基礎上增加了模型仿真。
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與傳統ECU相比，采用AUTOSAR（AUTomotive Open System ARchitecture，汽車開放系統架構）這種分層架構，極大降低了汽車嵌入式系統軟、硬件耦合度。
圖1 傳統軟件架構與AUTOSAR架構對比
此外，隨著國內新能源汽車相關控制器正向開發需求的增長，AUTOSAR規范越來越受到大家的關注，并且應用需求也越來越大。
產品概述
AUTOSAR Builder是達索旗下一款基于Eclipse并使用Artop的可擴展工具套件。Artop是由AUTOSAR成員和合作伙伴共同推動的開放的AUTOSAR工具環境。它使用戶能夠構建自己的工具并與其他工具供應商進行集成。AUTOSAR Builder在此基礎上新增了多個工具套件，更加能夠貼合不同用戶角色（OEM、Tier1）的使用場景和研發流程，覆蓋基于AUTOSAR
此外，還支持從IBM Rhapsody、NoMagic MagicDraw和Sparx Systems Enterprise Architect等模型導入SysML模型，還在SysML的基礎上進行封裝定制，擴展出了針對汽車嵌入式系統設計解決方案（AUTOSAR）、AADL及FACE解決方案等
SCADE Suite：套件的核心組件，支持控制邏輯詳細建模、仿真驗證、代碼自動生成。
汽車嵌入式系統手冊. [M]. 機械工業出版社. 2016-01
[25] 汪珺. 汽車行業的IT數字化轉型——DevOps. [R]. 2022-01
[26] 楊國梁. 通過Shift Left 提高汽車軟件競爭力.
快速本地使用：
1. 在Windows電腦上，我們推薦使用WM_COPYDATA消息進行日志傳輸，資源占用最少，速度最快。
2. 如果您的應用程序已經具備UDP或TCP功能，可以直接通過原有的Socket將日志發送到本機的127...1。
3. 對于嵌入式系統的本地調試，您可以通過串口、USB或網口來進行日志傳輸。
便捷遠程及云端使用：
1. 您可以在路由器中設置端口轉發功能
事實上，日本幾乎所有帶有數字接口的設備，比如手表、微波爐、手機、數字電視、汽車等都使用嵌入式系統，并且嵌入式軟件涉及的領域非常廣泛。所有這些足讓日本在微小精尖的電子產品稱霸全球幾十年。值得一提的是，發展畸形的工業軟件體系是無法長期為日本制造業保駕護航的，因此這也是近年來日本制造業明顯的下滑態勢成為全球公認。
四、法國
法國是工業軟件強國之一。
嵌入式系統設計方法變化的背景
嵌入式系統設計方法的演化總的來說是因為應用需求的牽引和IT技術的推動，隨著微電子技術的不斷創新和發展，大規模集成電路的集成度和工藝水平不斷提高。硅材料與人類智慧的結合，生產出大批量的低成本、高可靠性和高精度的微電子結構模塊，推動了一個全新的技術領域和產業的發展
分布式驅動電動汽車控制系統研發與實踐
AUTOSAR Builder是達索旗下一款基于Eclipse的開放、可擴展工具套件，用于設計和開發符合AUTOSAR標準的系統和軟件。新版本2022x支持AUTOSAR Release R20-11，并且Adaptive code generators 已升級支持AUTOSAR Adaptive R20-11。
圖 1-AUTOSAR Builder
1. 前言
嵌入式是軟件設計領域的一個分支，它自身的諸多特點決定了系統架構師的選擇，同時它的一些問題又具有相當的通用性，可以推廣到其他的領域。
提起嵌入式軟件設計，傳統的印象是單片機，匯編，高度依賴硬件。傳統的嵌入式軟件開發者往往只關注實現功能本身，而忽視諸如代碼復用，數據和界面分離，可測試性等因素。從而導致嵌入式軟件的質量高度依賴開發者的水平，成敗系之一身。
