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國(guó)內(nèi)首例基于Autosar的電機(jī)控制器原型機(jī)面世

發(fā)布時(shí)間:2016-07-12 責(zé)任編輯:susan

【導(dǎo)讀】日前,同濟(jì)大學(xué)中德學(xué)院、上海大郡動(dòng)力控制技術(shù)有限公司、英飛凌科技及維克多聯(lián)合宣布,同濟(jì)大學(xué)中德學(xué)院成功研發(fā)出了基于英飛凌Aurix系列TC275單片機(jī)和維克多 AUTOSAR 4.0.3規(guī)范(多核OS)的電機(jī)控制器原型機(jī),這是國(guó)內(nèi)首例AURIX系列單片機(jī)基于Autosar架構(gòu)的電機(jī)系統(tǒng)開發(fā)。

Autosar是國(guó)際成熟車廠普遍使用的汽車開放系統(tǒng)架構(gòu),汽車零部件廠商需要開發(fā)符合Autosar要求的系統(tǒng),以便進(jìn)入主流車廠的供應(yīng)鏈體系,而該系統(tǒng)則需要從芯片層面、軟件層面乃至工具鏈層面等一系列的配套支持。
 
英飛凌作為全球領(lǐng)先的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商,在Autosar方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在該電機(jī)控制器原型機(jī)中,英飛凌提供的Aurix系列單片機(jī)的MCAL Drivers: MC-ISAR(MicroController Infineon Software ARchitecture)底層代碼,為同濟(jì)大學(xué)中德學(xué)院的開發(fā)提供了有力支持。此外,Aurix產(chǎn)品家族性能優(yōu)勢(shì)顯著,數(shù)據(jù)處理能力可達(dá)1300DMips,并具備8兆flash和640kB SRAM,可滿足苛刻條件下的高速穩(wěn)定數(shù)據(jù)處理要求。針對(duì)目前功能安全I(xiàn)SO26262標(biāo)準(zhǔn),Aurix可幫助客戶在系統(tǒng)應(yīng)用中達(dá)到ASIL-D最高等級(jí)。同時(shí),Aurix具有豐富的外設(shè),可滿足不斷增長(zhǎng)的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求,從512kB到8MB的flash范圍,從TQFP80到LFBGA516各種封裝,全面的產(chǎn)品家族可配合客戶的不同應(yīng)用和開發(fā)兼容性。
 
該項(xiàng)目的四方合作主要是為國(guó)內(nèi)知名電動(dòng)汽車零部件廠家上海大郡動(dòng)力控制技術(shù)有限公司探索開發(fā)符合AUTOSAR 4.0.3規(guī)范的電機(jī)控制器基礎(chǔ)軟件和部分應(yīng)用層軟件。同濟(jì)大學(xué)中德學(xué)院設(shè)計(jì)了基于英飛凌Aurix系列TC275單片機(jī)和TLF35584芯片的電機(jī)控制板的硬件電路,基于維克多多核OS的概念規(guī)劃了多個(gè)任務(wù)、CAT1和CAT2中斷,并合理地分配到TC275的多個(gè)內(nèi)核中,在保證多核之間數(shù)據(jù)可靠交互的情況下,充分發(fā)揮TC275多核CPU的優(yōu)點(diǎn),使電機(jī)控制更安全更穩(wěn)定。
 
圖1:電機(jī)控制器硬件系統(tǒng)
 
其次,同濟(jì)大學(xué)中德學(xué)院利用維克多 DaVinci Developer工具設(shè)計(jì)出RTE軟件架構(gòu),包含所有的應(yīng)用層SWC框架及其所包含的Runnables和接口變量等。利用MATLAB/Simulink工具開發(fā)功能完整的SWC模型,包含各種故障診斷模塊和電機(jī)控制算法模塊。在MIL/SIL/PIL測(cè)試驗(yàn)證之后,利用代碼自動(dòng)生成技術(shù)將Simulink模型轉(zhuǎn)換為SWC源代碼。同時(shí),設(shè)計(jì)中利用英飛凌MCAL配置工具和維克多 DaVinci Configurator對(duì)MCAL、ECU抽象層、服務(wù)層等進(jìn)行合理配置,開發(fā)出符合AUTOSAR規(guī)范的基礎(chǔ)軟件(BSW)。根據(jù)不同應(yīng)用需求,可以靈活地增減BSW模塊。通過對(duì)BSW的標(biāo)準(zhǔn)化能夠把硬件從軟件中抽象出來,提升了應(yīng)用層軟件可重復(fù)利用率,大大提高了應(yīng)用軟件工程師的開發(fā)效率。最后,對(duì)基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用層軟件進(jìn)行集成,實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定可靠的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制,電機(jī)相電流波形如下:
 
圖2:電機(jī)相電流波形
 
圖3: 同濟(jì)與大郡共同測(cè)試和驗(yàn)證電機(jī)控制器軟件
 
此外,上海大郡動(dòng)力控制技術(shù)有限公司及同濟(jì)大學(xué)還榮獲了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016~2020年度)“電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器功率密度倍增技術(shù)(重大共性關(guān)鍵技術(shù)類)”資助,將與英飛凌、維克多進(jìn)一步展開深度合作,在當(dāng)前英飛凌Aurix TC275硬件平臺(tái)和維克多 AUTOSAR 4.0.3軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上,引入ISO26262規(guī)范的設(shè)計(jì)流程,針對(duì)汽車廠商提出的功能安全目標(biāo),在系統(tǒng)、硬件和軟件的設(shè)計(jì)中加入功能安全機(jī)制,開發(fā)符合ASIL-C等級(jí)的電機(jī)控制器,并計(jì)劃在2019年實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器的批量生產(chǎn)。

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