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1、学校代号 10532 学 号 S08102009 分 类 号 TP311 密 级 普通 硕士学位论文面向汽车控制系统的数据管理系统研究Research on the Data management System in Automotive Control SystemsbyDAN WenwuB.E.(HUBEI Police University)2008A thesis submitted in partial satisfaction of theRequirements for the degree ofMaster of EngineeringinComputer Science Te
2、chnologyin theGraduate SchoolofHunan UniversitySupervisorAssociate Professor YANG KehuaMay, 2011湖 南 大 学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规
3、定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密，在_年解密后适用本授权书。2、不保密R。(请在以上相应方框内打“”)作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日I硕士学位论文摘 要随着汽车电子产业的不断发展，当前汽车电子控制系统的规模越来越大，功能越来越复杂，系统需要处理的数据量急剧增加。当前的系统中各个ECU独立的处理数据，这种方法导致系统数据冗余度很高，不能满足系统日益增长的数据管理需求
4、。现在通用的数据管理方法并不适合应用在嵌入式实时异构的汽车控制系统中，因此需要设计一个特殊的数据管理系统，对汽车控制系统中的数据进行统一、高效的管理。本文针对汽车控制系统嵌入式实时异构的硬件环境，分析汽车控制系统数据管理的特点，利用组件技术，设计一种可配置的混合式嵌入式实时数据管理系统（VDMS）。参照AUTOSAR标准，对软件组件和虚拟功能总线的基本概念进行分析，按照AUTOSAR方法，研究如何将VDMS整合到AUTOSAR环境中，设计它的结构模型。本论文的主要工作总结为以下方面：（1）研究国内外汽车控制系统数据管理发展状况，分析最新的AUTOSAR标准，特别研究了AUTOSAR软件体系结构
5、和方法论的部分。（2）针对异构的汽车控制系统硬件环境，基于组件技术，提出一种混合式的汽车数据管理系统结构模型（VDMS），VDMS的组件可以分布在子系统中的任意ECU之上。（3）按照AUTOSAR标准，定义VDMS软件组件以及描述文件，研究如何将VDMS整合到AUTOSAR环境中，设计VDMS的结构模型。（4）参照AUTOSAR标准，搭建虚实结合的汽车车身电子测试环境，将VDMS应用在安全气囊控制模块中。关键词：汽车控制系统；AUTOSAR标准；汽车数据管理系统；软件组件 AbstractWith the development of automotive electronics indust
6、ry, the functional scope of automotiveelectronic control system are growing significantly fast, the amount of data that needs to be managed is increasing dramatically. In todays systems, the data is handled in an hoc fashion, using internal data structures,it causes the system toa high degree ofdata
7、 redundancy, and it does not satisfy the increasing demand of the efficient data management in automotive control systems. Using a general-purpose off the shelf DBMS is not feasible, thereby we need to develop a particular DMS, which could provide a uniform and efficient way to manage data in vehicl
8、e.In this paper we research the characteristic of the data management in automotive control systems, utilize the benefits of component-based software development(CBSD) and aspect-oriented software development（AOSD）, design a configurable and hybrid VDMS for resource-constrained automotive control sy
9、stems. And we referring to AUTOSAR standards, analyze AUTOSAR software-architecture, AUTOSAR methodology, and VDMS software-components. After discussing the fundamental concepts of VFB and studying on the methodology of implementation, we discuss how to integrate the VDMS into AUTOSAR component mode
10、l without violating the AUTOSAR standard. And then we design the system architecture of the VDMS.This thesis focuses on the following aspects：(1) Investigation of automotive control systems development, and analysis of the latest AUTOSAR standard, especially the relevant parts of the AUTOSAR softwar
11、e- architecture and methodology.(2) Utilize the benefits of Component-Based Software Engineering, propose a hybrid VDMS model, and the software components of the VDMS can be distributed over arbitrary number of ECUs in every subsystem.(3) Detailed analyze the VDMS software-components and SW-Cs descr
12、iption, Investigation how to how to integrate the VDMS into AUTOSAR environment, design the system architecture of the VDMS.(4) We design a Virtualreal experiment environment based on AUTOSAR standard, and it is succeed on the fictitious environment, Apply the VDMS in Airbag system, Analysis the per
13、formance of the system.Key Words: Automotive control systems; AUTOSAR; VDMS; Software Component目 录学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书I摘 要IIAbstractIII插图索引VII附表索引IX第1章 绪 论11.1研究背景及意义11.2研究基础与现状21.3论文的工作31.4论文组织结构4第2章 相关技术基础62.1汽车控制系统62.2汽车控制系统数据管理特性分析82.2.1 实时特点92.2.2 嵌入式特点92.3AUTOSAR标准102.3.1 AUTOSAR标准软件构架112.3.2
14、 AUTOSAR方法112.3.3 AUTOSAR标准接口132.4小结14第3章 可配置的汽车控制系统VDMS框架研究153.1 汽车控制系统中的组件技术153.1.1 基于组件的软件开发153.1.2 基于方面的软件开发163.2 基于组件的数据库管理系统设计173.2.1 组件划分173.2.2 组件设计183.2.3 系统结构213.3 汽车控制系统数据管理方法213.3.1 集中式223.3.2 分布式233.3.3 混合式243.4 混合式数据库管理系统体系结构253.4.1 数据库指针253.4.2 系统结构和模型263.5 小结27第4章 基于AUTOSAR的可配置VDMS系统
15、设计284.1 AUTOSAR系统设计流程284.2 AUTOSAR软件组件定义294.2.1 软件组件描述文件模板294.2.2 软件组件接口类型314.3 虚拟功能总线324.3.1 RTE344.4 基于AUTOSAR的VDMS模型344.4.1 诊断日志和跟踪模块344.4.2 VDMS组件描述文件354.4.3 系统模型364.5 小结37第5章 VDMS的测试385.1 测试环境搭建385.2 实验分析415.3 小结43结 论44参考文献46致 谢50附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及参与的科研项目51插图索引图 2.1 端到端截止期7图 2.2 共享变量的I/O任务8图 2.3
