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1、车载仪表系统的经验分享 王永 2013/05/28 24 April 2010 Confidential 目录 主要课题和解决方案 仪表的关键技术-CAN 仪表的系统构成和软件框架 业务知识和技术点的掌握状况 A平台仪表项目介绍和担当的角色 24 April 2010 Confidential A平台仪表项目介绍和担当的角色 A平台仪表是面向A级车的仪表,项目主要开发一款新仪表的样件,基本功能如下 担当的角色： 项目负责人/主设计师 快速掌握JCI的整体软件架构和关键技术 和客户探讨需求和设计问题 整体需求分析 制定关键技术的调查计划,并推进 架构设计 详细设计和编码 详细设计和编码评审 全功
2、能测试和确认测试 telltales功能 左转向、右转向、发动机故障报警、Highbeam、ABS报警 、刹车系统故障、蓄电池故障、方向盘助力故障、 车门未关闭、水温过高、机油警报、前雾灯、后雾灯等 gauges功能 speedometer、tachometer、水温表、油量表 LCD 上的功能 行车电脑、变速箱信息、总里程/单次里程、车外温度等 成果 按期交付,品质获得客户认可 客户认可NEU的技术能力 积累了汽车仪表相关的业务和技术知识 ，为向车体业务发展打下基础 收获 掌握了车体电子的整体功能和系统结构 掌握了车体潜入式开发方法和通用软件架构 软硬结合的能力提升较多 图片来自baidu
3、24 April 2010 Confidential 业务知识的掌握状况 Functions 未接触 工作层 高级层 专家层 初级层 Odometers Ambient Temperature Function Automatic Cruise Control Function Cruise Control Function AUTO HOLD Function Park Assistant Function Automatic Brake Assistant Function Phone Function LDW Function FCW Function Limit Speed Funct
4、ion Maintenance Function Door/Engine Hood/Sunroof/Luggage Un-close Function Seat Memory Function Driver Status Warning Function Driver Guide Function Telltale Functions Brake System Failure ABS ESP EPB Engine Check AFS Warning symbol Ignition Switch Failure ESCL System Failure Key Identify Failure E
5、PS System Failure Auto Light/Auto Wiper Error Brake Pads Error Cleaning Fluid Level Low Warning Key Battery Low Warning Fuel Low Warning Engine Oil Level Low Warning Bulbs Error Warning Engine Oil Sensor Warning Gear Box Error Warning Front Lamp Adjustment Failure Warning Diagnostics Gauge Tachomete
6、r Speedometer Fuel Gauge Coolant Temperature Turn Left Turn Right Parking Break Front Fog Rear Fog High Beam Night View High Temperature Air bag Position Lamp Low oil Alternator TPMS Function 24 April 2010 Confidential 技术点的掌握状况 CPU & Devices 未接触 工作层 高级层 专家层 初级层 INTERRUPTS DMA DELAYED INTERRUPT VOLTA
7、GE REGULATOR CONTROL CLOCKS SOUCE CLOCK TIMERS EXTERNAL BUS INTERFACE WATCHDOG TIMER AND WATCHDOG RESET IO PORTS I/O TIMER RELOAD TIMER(RLT) PROGRAMMABLE PULSE GENERATOR(PPG) EXTERNAL INTERRUPTS A/D CONVERTER(ADC) ALARM COMPARATOR USART I2C CAN CONTROLLER CLOCK OUTPUT REAL TIME CLOCK CLOCK CALIBRATI
8、ON LCD CONTROLLER STEPPING MOTOR CONTROLLER SOUND GENERATOR CLOCK MODULATOR MEMORY MEMORY PATH FUNCTION ROM MIRRORING FLASH MEMORY ROM/FLASH SECURITY OS LIBRARYS & SOFTWARE PLATFORM TOS OSEK EB GUIDE AUTOSAR 嵌入式Linux ucOS2 QNX 24 April 2010 Confidential 仪表的系统构成 组合仪表 Engine TCU EPS ABS Passenger Door
9、 Driver Door Front Fog Rear Fog Turn Left Turn Right High Beam Back Light Fuel Level Brake Failure Oil Pressure Charge IG 12V Reset 1、该系统中没有Gateway，仪表通过CAN网路和Engine、TCU、EPS和ABS ECU通信； 2、除此之外，车灯状态、车门状态、油位等信息都通过硬线取得 3、仪表系统由两个芯片组成，一个主控芯片、一个TFT描画芯片，两个芯片之间通过SPI总线通信 CAN总线 硬线 MB96386(16MHz) ALTERA FPGA(32M
10、hz) TFT描画芯片(GP) 仪表主控芯片(PP) SPI 24 April 2010 Confidential 仪表的软件功能 Secondary Processor Primary Processor 外部设备 MB96F386 Cyclone III EP3C10E144C8N CAN总线信 号 数字信号 模拟信号 LED 警报灯 BEEP警告音 背光亮度 TFT表示 GPIO(Digital Input) CAN protocol A/D convertor PWM Sound generator GPIO(Digital Output) SPI EB guide 步进电机 Step
11、 Motor PP侧软件的主要职责是接收输入信号，然后根据客户的式样，控制LED报警、BEEP、步进电机、背光亮度和TFT表示； 主要输入信号是CAN、GPIO和模拟信号，主要输出信号是GPIO、SPI、PWM、Step Motor和Sound Generator；GP 侧软件的主要职责是根据SPI输入信号，控制TFT的表示内容 EEPROM 24 April 2010 Confidential 仪表的软件工程 测试工程师 硬件工程师 软件工程师 系统工程师 客户 需求分析 SRS PRS 需求检讨 架构设计 SAD 详细设计 SDD 电路设计 编码/软件调试 修改电路 设计图纸 上电测试 测
12、试设计 测试用例 结合测试 验收测试 需求描述 根据客户需求分析产品需求， 包括硬件需求和软件需求 客户是否接收产品需求， 并且明确模糊的需求 记录产品需求 根据软件需求，确定 实现逻辑和软件架构 记录软件架构和 功能实现方法 基于组件的详细设计， 细化到函数级别 组件的详细书 软件独立的单体测试， 确保软件功能正确 设计电路 电路图纸 根据图纸临 时修改电路 硬件独立的单体测试， 确保硬件连接正确 根据产品需求 设计测试用例 软硬件集成后的 结合测试 客户对产品的验收测试 验收测试通过后，就可以进入批量生产阶段 24 April 2010 Confidential 仪表的软件架构(主控芯片)
13、 Application Application layer Middleware(HWAL) Data conversion and presentation layer Driver(MCAL) Low level drivers OS Operating system Utilities Library for algorithm Application Middleware Driver RTE Utilities OS GPIO Driver API EEPROM CAN Hall Ripple Motor Telltale Ports Gauge Memory CAN Power
14、Telltales Tachometer Speedometer API API API API API API API API Board init 24 April 2010 Confidential 关键技术- CAN的标准和规范 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表现层 应用层 ISO定义的CAN总线标准 ISO-11898 通信速度125kbps1Mbps的高速通信标准 ISO-11519 通信速度125kbps以下的低速通信标准 SAE J2284(CAN) Philips定义的CAN2.0规范 CAN2.0 A 标准报文格式(11位标识符) CAN2.0 B 扩展报文格
15、式(28位标识符) 高层协议或者开放协议 SAE J1939 (商用车CAN) ISO 11783 (农、林用车CAN) MilCAN (军用车CAN) CANaerospace (太空CAN) 送信时，负责把USDT(长帧)拆分为UUDT(单帧) 受信时，负责把UUDT(单帧)合并为USDT(长帧) 负责控制数据传输的顺序，传输错误的回复等 负责控制ASDT/MSDT(专用帧格式) 负责按照CAN协议定期送信 负责检测受信的timeout处理 送信时，负责按照CAN协议制作数据包 受信时，负责按照CAN协议解析数据包 1、ISO针对数据链路层和物理层制定了ISO-11898/ISO-1151
16、9标准，数据链路层符合CAN2.0 A/B规范 2、车载厂商制定了网络层以上的标准数据格式和各层的职责 Software Hardware 诊断协议标准 ISO 15765(CAN) 整车厂协议和标准(乘用车) GM(GMLAN、Class2) Ford(SCP) VW Toyota(BEAN) Fiat(VENICE) 网络管理标准 OSEK/VDX NM 标定标准 XCP on CAN 24 April 2010 Confidential 关键技术- CAN的硬件和软件构成 MCU1 CAN 控制器 CAN 收发器 MCU2 CAN 控制器 CAN 收发器 RX TX RX TX CAN_H CAN_L CAN_H CAN_L Microcontroller System Service Onboard Device Abstraction Microcontroller Drivers M
