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1、嵌入式软件开发导论嵌入式软件开发导论同济大学软件学院同济大学软件学院20069.案例分析：车载实时信息终端案例分析：车载实时信息终端Agendal l汽车电子简介汽车电子简介l l汽车电子的技术和领域汽车电子的技术和领域l l“车载实时信息终端和智能化仪表系统的车载实时信息终端和智能化仪表系统的研究与开发研究与开发”项目简介项目简介l l交流交流汽车工业的发展汽车工业的发展l l18851885年，德国机械工程师卡尔年，德国机械工程师卡尔年，德国机械工程师卡尔年，德国机械工程师卡尔 本茨发明了世本茨发明了世本茨发明了世本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车界上第一辆实用的内燃机汽车界上第一辆实
2、用的内燃机汽车界上第一辆实用的内燃机汽车l l 汽车工业的三次变革：汽车工业的三次变革：汽车工业的三次变革：汽车工业的三次变革：19141914年，福特公司流水线年，福特公司流水线年，福特公司流水线年，福特公司流水线上世纪五十年代，欧洲汽车空前繁荣上世纪五十年代，欧洲汽车空前繁荣上世纪五十年代，欧洲汽车空前繁荣上世纪五十年代，欧洲汽车空前繁荣上世纪六十年代，日本汽车工业奇迹上世纪六十年代，日本汽车工业奇迹上世纪六十年代，日本汽车工业奇迹上世纪六十年代，日本汽车工业奇迹l l20022002年，全世界共售出新车年，全世界共售出新车年，全世界共售出新车年，全世界共售出新车57,700,00057,
3、700,000辆。预辆。预辆。预辆。预计计计计20052005年，世界上将有年，世界上将有年，世界上将有年，世界上将有2020亿辆汽车亿辆汽车亿辆汽车亿辆汽车 电子信息产业的发展电子信息产业的发展l l1946年，世界上第一台计算机年，世界上第一台计算机ENIAC在美在美国宾夕法尼亚大学诞生国宾夕法尼亚大学诞生l l半个世纪信息产业日新月异半个世纪信息产业日新月异军用军用军用军用 -科研科研科研科研 -民用民用民用民用PCPC产业革命产业革命产业革命产业革命互联网经济互联网经济互联网经济互联网经济带宽(吉尔德定律)用户 (麦特卡夫定律)硬件 (摩尔定律)软件国际标准国际标准国际标准国际标准摩尔
4、摩尔摩尔摩尔(Moore)(Moore)(Moore)(Moore)定律定律定律定律：每个：每个：每个：每个ICICICIC芯片上晶体管数目翻一翻芯片上晶体管数目翻一翻芯片上晶体管数目翻一翻芯片上晶体管数目翻一翻/18/18/18/18月月月月麦特卡夫麦特卡夫麦特卡夫麦特卡夫( ( ( (Metcalfe)Metcalfe)Metcalfe)Metcalfe)定律定律定律定律：网络价值同网络用户数量的平方成正比，：网络价值同网络用户数量的平方成正比，：网络价值同网络用户数量的平方成正比，：网络价值同网络用户数量的平方成正比，即即即即N N N N个联结能创造个联结能创造个联结能创造个联结能创造
5、NNNNNNNN的效益的效益的效益的效益吉尔德吉尔德吉尔德吉尔德( ( ( (Gilder)Gilder)Gilder)Gilder)定律定律定律定律：主干网带宽每六个月增加一倍：主干网带宽每六个月增加一倍：主干网带宽每六个月增加一倍：主干网带宽每六个月增加一倍计算的定律计算的定律计算的几种形式计算的几种形式l l企业计算企业计算以实现大型组织内部和组织之间的信息共享和以实现大型组织内部和组织之间的信息共享和以实现大型组织内部和组织之间的信息共享和以实现大型组织内部和组织之间的信息共享和协同工作为主要需求而形成的网络计算技术协同工作为主要需求而形成的网络计算技术协同工作为主要需求而形成的网络计
6、算技术协同工作为主要需求而形成的网络计算技术” ”，其核心是，其核心是，其核心是，其核心是Client/ServerClient/Server计算模型和相关的中计算模型和相关的中计算模型和相关的中计算模型和相关的中间件技术。间件技术。间件技术。间件技术。l l科学，工程计算科学，工程计算计算为科学研究服务计算为科学研究服务计算为科学研究服务计算为科学研究服务计算的几种形式计算的几种形式（续）（续）l l网格，分布式计算网格，分布式计算让计算能力让计算能力让计算能力让计算能力“ “公用化公用化公用化公用化” ”，倡导，倡导，倡导，倡导“ “平等平等平等平等” ”共享共享共享共享l l普及计算普及
7、计算强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线里消失从人们的视线里消失从人们的视线里消失从人们的视线里消失Anyone,Anytime,OnAnyDeviceAnyone,Anytime,OnAnyDevice普及的不仅仅是计算普及的不仅仅是计算普及计算的领域普及计算的领域l l全新的信息设备全新的信息设备TabletPC,PDATabletPC,PDASmartCardSmartCard等等等等l l用信息技术改造旧的产业，设备用信息技术改造旧的产业，设备数字医疗
8、设备，工业控制数字医疗设备，工业控制数字医疗设备，工业控制数字医疗设备，工业控制数字家电：数码相机，数字家电：数码相机，数字家电：数码相机，数字家电：数码相机，SetTopBoxSetTopBox数字汽车工业：汽车电子数字汽车工业：汽车电子数字汽车工业：汽车电子数字汽车工业：汽车电子汽车电子的诞生汽车电子的诞生l l人类对汽车的提出了更高的要求：人类对汽车的提出了更高的要求：人类对汽车的提出了更高的要求：人类对汽车的提出了更高的要求：移动性移动性移动性移动性经济性经济性经济性经济性安全性安全性安全性安全性行驶的稳定性行驶的稳定性行驶的稳定性行驶的稳定性舒适性舒适性舒适性舒适性 l l传统的汽车
9、多以机械装置为载体，但随着人们对传统的汽车多以机械装置为载体，但随着人们对传统的汽车多以机械装置为载体，但随着人们对传统的汽车多以机械装置为载体，但随着人们对汽车功能的需求的日益增加，传统的机械装置已汽车功能的需求的日益增加，传统的机械装置已汽车功能的需求的日益增加，传统的机械装置已汽车功能的需求的日益增加，传统的机械装置已经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题。经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题。经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题。经无法解决某些与汽车功能要求有关的问题。汽车电子的诞生汽车电子的诞生（续）（续）l l把新兴的电子技术融入到汽车当中，形成把新兴的电子技术融入到汽车当中，
10、形成把电子技术和汽车融为一体的把电子技术和汽车融为一体的“自动化、自动化、智能化、网络化、信息化智能化、网络化、信息化”现代汽车电子现代汽车电子控制技术。控制技术。l l汽车电子汽车电子=汽车汽车+电子电子;汽车电子学科的特点汽车电子学科的特点l l涉及的技术、知识广泛涉及的技术、知识广泛涉及的技术、知识广泛涉及的技术、知识广泛 机械制造，动力工程，汽车，微电子，自动化，测量，机械制造，动力工程，汽车，微电子，自动化，测量，机械制造，动力工程，汽车，微电子，自动化，测量，机械制造，动力工程，汽车，微电子，自动化，测量，计算机硬件，计算机软件计算机硬件，计算机软件计算机硬件，计算机软件计算机硬件
11、，计算机软件l l应用的层次宽，水平参差不齐应用的层次宽，水平参差不齐应用的层次宽，水平参差不齐应用的层次宽，水平参差不齐低端低端低端低端: :单片机，可编程芯片单片机，可编程芯片单片机，可编程芯片单片机，可编程芯片高端：嵌入式操作系统高端：嵌入式操作系统高端：嵌入式操作系统高端：嵌入式操作系统l l技术没有国际统一的标准技术没有国际统一的标准技术没有国际统一的标准技术没有国际统一的标准车载总线：车载总线：车载总线：车载总线：J1850J1850，ODB-2ODB-2，CANCAN，LINLIN，IDBIDB等等等等等等等等 Agendal l汽车电子简介汽车电子简介l l汽车电子的技术和领域
12、汽车电子的技术和领域l l“车载实时信息终端和智能化仪表系统的车载实时信息终端和智能化仪表系统的研究与开发研究与开发”项目简介项目简介l l交流交流汽车电子的技术和领域汽车电子的技术和领域l l硬件硬件硬件硬件传感器传感器传感器传感器总线技术总线技术总线技术总线技术芯片，存储，显示等技术芯片，存储，显示等技术芯片，存储，显示等技术芯片，存储，显示等技术l l软件平台软件平台软件平台软件平台嵌入式操作系统嵌入式操作系统嵌入式操作系统嵌入式操作系统l l应用应用应用应用导航，定位，仪表等导航，定位，仪表等导航，定位，仪表等导航，定位，仪表等硬件硬件-传感器传感器l l传感器：能感受（或响应）规定的
13、被测量值，并传感器：能感受（或响应）规定的被测量值，并传感器：能感受（或响应）规定的被测量值，并传感器：能感受（或响应）规定的被测量值，并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。l l传感器种类：传感器种类：传感器种类：传感器种类：速度传感器，速度传感器，速度传感器，速度传感器，位移传感器，温度传感器，亮度传感器，位移传感器，温度传感器，亮度传感器，位移传感器，温度传感器，亮度传感器，位移传感器，温度传感器，亮度传感器，声学量传感器声学量传感器声学量传感器声学
14、量传感器l l普通家用轿车传感器数目：普通家用轿车传感器数目：普通家用轿车传感器数目：普通家用轿车传感器数目：3010030100个个个个l l高级家用轿车传感器数目：高级家用轿车传感器数目：高级家用轿车传感器数目：高级家用轿车传感器数目：100300100300个个个个硬件硬件-车载总线车载总线l l汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道渠道l lCAN（ControllerAreaNetwork）是由德国是由德国是由德国是由德国BOSCHBOSCH公司为解决现代汽车中的控公司为
15、解决现代汽车中的控公司为解决现代汽车中的控公司为解决现代汽车中的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信协议数据通信协议数据通信协议数据通信协议拓扑结构为总线式，因此也称为拓扑结构为总线式，因此也称为拓扑结构为总线式，因此也称为拓扑结构为总线式，因此也称为CANCAN总线总线总线总线速率可达到速率可达到速率可达到速率可达到1 1Mbit/sMbit/s，是一个真正的高速网络是一个真正的高速网络是一个真正的高速网络是一个真正的高速网络硬件硬件-芯片，存储，显示等技芯片，存储，
16、显示等技术术l l芯片：芯片：ARM7,ARM7,XscaleXscale等嵌入式芯片等嵌入式芯片等嵌入式芯片等嵌入式芯片l l存储：存储：CD,DVD,CFCD,DVD,CF卡，卡，卡，卡，SDSD卡卡卡卡l l显示：显示：触摸屏，触摸屏，触摸屏，触摸屏，LCD,LEDLCD,LED软件软件嵌入式操作系统嵌入式操作系统OSEK应用应用电子仪表电子仪表传统仪表电子仪表l l更清晰，更容易自定义更清晰，更容易自定义应用应用电子地图电子地图l l搜索更简单，信息量大搜索更简单，信息量大应用应用卫星定位卫星定位GPSl l接收卫星发送的报文信息进行处理后，计算出精接收卫星发送的报文信息进行处理后，计
17、算出精接收卫星发送的报文信息进行处理后，计算出精接收卫星发送的报文信息进行处理后，计算出精确度的位置、速度、运行方向等资料通过移动通确度的位置、速度、运行方向等资料通过移动通确度的位置、速度、运行方向等资料通过移动通确度的位置、速度、运行方向等资料通过移动通讯网络以语音的形式传递或在电子地图上显示。讯网络以语音的形式传递或在电子地图上显示。讯网络以语音的形式传递或在电子地图上显示。讯网络以语音的形式传递或在电子地图上显示。 应用应用电子导航电子导航l lGPS全球卫星定位系统全球卫星定位系统、GSM全球数全球数字移动通讯系统字移动通讯系统、GIS地理信息系统地理信息系统、计算机技术的完美结合。
18、计算机技术的完美结合。l l地理状况可以实时更新地理状况可以实时更新l l地图可以从服务器更新地图可以从服务器更新应用应用无线上网，免提电话无线上网，免提电话l l现阶段一般采用现阶段一般采用GPRSl l以后可能采用以后可能采用3G技术技术应用应用智能防盗智能防盗l l为汽车设置密码为汽车设置密码l l智能卡，指纹登陆智能卡，指纹登陆l l使用使用GPS，结合网络功能，实时向服务器结合网络功能，实时向服务器报告汽车的方位报告汽车的方位应用应用车载娱乐车载娱乐l lDVD播放器，播放器，CD播放器播放器l l电台收音电台收音l l游戏游戏应用应用故障诊断故障诊断l l借助安装在车身，发动机等处
19、的传感器，借助安装在车身，发动机等处的传感器，一旦汽车发生故障，传感器即可得知。一旦汽车发生故障，传感器即可得知。l l最简单的，油量，水量报警最简单的，油量，水量报警l l复杂的，发动机，电路故障。复杂的，发动机，电路故障。应用应用电子后视系统电子后视系统l l传统汽车后视镜有死角传统汽车后视镜有死角l l通过在车身安装多个摄像设备，进行图像通过在车身安装多个摄像设备，进行图像采集。消除死角采集。消除死角Agendal l汽车电子简介汽车电子简介l l汽车电子的技术和领域汽车电子的技术和领域l l“车载实时信息终端和智能化仪表系统的车载实时信息终端和智能化仪表系统的研究与开发研究与开发”项目
20、简介项目简介l l交流交流一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋势一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋势一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋势一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋势1）车载信息终端现状及发展趋势）车载信息终端现状及发展趋势现有车载信息终端的功能：现有车载信息终端的功能：现有车载信息终端的功能：现有车载信息终端的功能： 1)1)主主主主要要要要以以以以GPSGPS定定定定位位位位、 GPRS/CDMAGPRS/CDMA技技技技术术术术为为为为核核核核心心心心，使使使使车车车车辆辆辆辆具具具具有有有有导导导导航航航航、寻呼及行驶轨迹记录功能；寻呼及行驶轨迹记录
21、功能；寻呼及行驶轨迹记录功能；寻呼及行驶轨迹记录功能；2)2)部分使用了数字地图；部分使用了数字地图；部分使用了数字地图；部分使用了数字地图；3)3)部分产品还集成了车载部分产品还集成了车载部分产品还集成了车载部分产品还集成了车载DVDDVD、电视等娱乐设备；电视等娱乐设备；电视等娱乐设备；电视等娱乐设备；4)4)少部分产品可以实现少部分产品可以实现少部分产品可以实现少部分产品可以实现 WebWeb游览。游览。游览。游览。一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋势一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋势一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋势一、车载实时信息终端和智能化仪表系统发展趋
22、势1）车载信息终端现状及发展趋势）车载信息终端现状及发展趋势现有车载信息终端的不足之处：现有车载信息终端的不足之处：现有车载信息终端的不足之处：现有车载信息终端的不足之处： 1 1 1 1）功能比较单一；）功能比较单一；）功能比较单一；）功能比较单一；2 2 2 2）部部部部分分分分产产产产品品品品虽虽虽虽然然然然实实实实现现现现了了了了几几几几个个个个功功功功能能能能，与与与与车车车车内内内内信信信信息息息息的的的的融融融融合合合合力力力力度度度度不不不不足足足足，但但但但许许许许多多多多重重重重要要要要功功功功能能能能缺缺缺缺少少少少；比比比比如如如如，车车车车辆辆辆辆的的的的车车车车内内
23、内内信信信信息息息息、诊诊诊诊断断断断功功功功能能能能、辅辅辅辅助维护功能等；助维护功能等；助维护功能等；助维护功能等；3 3 3 3）极极极极少少少少用用用用同同同同一一一一个个个个嵌嵌嵌嵌入入入入式式式式操操操操作作作作系系系系统统统统来来来来实实实实现现现现多多多多功功功功能能能能的的的的集集集集成成成成，集集集集成成成成度度度度不不不不高，深度开发、功能扩展及产品升级困难；性能价格比较差；高，深度开发、功能扩展及产品升级困难；性能价格比较差；高，深度开发、功能扩展及产品升级困难；性能价格比较差；高，深度开发、功能扩展及产品升级困难；性能价格比较差；4 4 4 4）一般使用车载电视作显示
24、器，清晰度不够；）一般使用车载电视作显示器，清晰度不够；）一般使用车载电视作显示器，清晰度不够；）一般使用车载电视作显示器，清晰度不够；我国研制成功汽车多功能卫星导航仪我国研制成功汽车多功能卫星导航仪我国研制成功汽车多功能卫星导航仪我国研制成功汽车多功能卫星导航仪（具有具有具有具有GPSGPS定位、定位、定位、定位、 数字地图功能，数字地图功能，数字地图功能，数字地图功能，还集成了还集成了还集成了还集成了DVDDVD）总体目标总体目标通过本课题的研究，开发出集汽车实时信息指示、汽车诊断、远程服务、后视/侧视系统等功能的车载实时信息终端和智能化仪表系统；同时，研究该类系统的发展趋势，及开发该类系
25、统的技术路线；实现关键部件的技术攻关（如汽车液晶显示器、无线通讯部件、后视/侧视电子系统等）；开发必要的研发/试验设备，从而形成由低到高的系列化产品开发能力。最终，实现车载实时信息终端和智能化仪表系统产品的自主开发，推动汽车电子技术的发展。车载信息系统简介车载信息系统简介 车载信息系统是为车载信息系统是为汽车驾驶员或乘客提供汽车驾驶员或乘客提供各种信息服务的电子系各种信息服务的电子系统。它包含车载信息终统。它包含车载信息终端和车外综合信息服务，端和车外综合信息服务，借助移动通信技术与无借助移动通信技术与无线网络将两者整合为一。线网络将两者整合为一。车载信息系统不仅是未车载信息系统不仅是未来车内
26、信息显示及娱乐来车内信息显示及娱乐设备，还是连接汽车与设备，还是连接汽车与移动商务和交通信息服移动商务和交通信息服务的桥梁。务的桥梁。软硬件体系结构软硬件体系结构Get hardware & BSP from OEMsNeed Hardware Design?Design & develop your hardwareDevelop BSP for your hardwareNeed platform customization?Get platform & SDK from OEMsCustomize your Win CE platformExport your SDKCoding & TestingRelease to ManufactureGet hardware & BSP from OEMsNeed Hardware Design?Design & develop your hardwareDevelop BSP for your hardwareNeed platform customization?Get platform & SDK from OEMsCustomize your Win CE platformExport your SDKCoding & TestingRelease to Manufacture
