基于TriCore架構(gòu)處理器的AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)移植與改進(jìn)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-17 08:21
隨著AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善,整車廠商為了確保研發(fā)質(zhì)量的同時(shí)降低開發(fā)成本,更加青睞基于AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電子產(chǎn)品。同時(shí),英飛凌TriCore架構(gòu)處理器在節(jié)能減排和安全領(lǐng)域展現(xiàn)了突出的性能,在電動(dòng)車和混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,與未來汽車發(fā)展方向完美契合。而我國(guó)在AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)軟件研發(fā)領(lǐng)域?qū)嵙ο鄬?duì)較弱,國(guó)際開源社區(qū)的AUTOSAR操作系統(tǒng)性能較差且尚未支持TriCore架構(gòu)處理器,這一現(xiàn)狀對(duì)我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展極為不利。本文選擇開源AUTOSAR操作系統(tǒng)開展研究工作,使該操作系統(tǒng)在支持TriCore架構(gòu)處理器的同時(shí)實(shí)際運(yùn)行性能也得到提升,在此過程中主要開展了以下研究?jī)?nèi)容:1.探索了 OSEK/VDX和AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu),重點(diǎn)剖析了 AUTOSAR操作系統(tǒng)的主要內(nèi)核模塊,從操作系統(tǒng)移植的角度解析了 AUTOSAR操作系統(tǒng)中與處理器架構(gòu)緊密相關(guān)的任務(wù)上下文切換接口、中斷體系架構(gòu)和處理器初始化模塊。2.移植了開源AUTOSAR操作系統(tǒng),使其支持TriCore架構(gòu)處理器,充分利用該處理器提供的快速任務(wù)上下文切換特性,最大化了操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)能力,并結(jié)合TriCore架構(gòu)的特...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
1.4 本文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排
2 相關(guān)技術(shù)概述
2.1 操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)介紹
2.1.1 OSEK/VDX標(biāo)準(zhǔn)
2.1.2 AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)
2.2 AUTOSAR操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性相關(guān)的內(nèi)核機(jī)制
2.2.1 任務(wù)管理方法
2.2.2 中斷處理機(jī)制
2.2.3 任務(wù)間通信機(jī)制
2.3 TriCore處理器對(duì)操作系統(tǒng)的支持特性
2.3.1 TriCore架構(gòu)處理器簡(jiǎn)介
2.3.2 程序上下文快速切換機(jī)制
2.4 本章小結(jié)
3 基于TriCore架構(gòu)處理器移植AUTOSAR操作系統(tǒng)
3.1 移植開源AUTOSAR操作系統(tǒng)的需求分析
3.2 裁剪開源AUTOSAR操作系統(tǒng)源碼
3.3 實(shí)現(xiàn)TriCore架構(gòu)處理器的啟動(dòng)與初始化
3.4 移植任務(wù)上下文的管理模塊
3.4.1 TriCore架構(gòu)處理器的任務(wù)上下文初始化模塊實(shí)現(xiàn)
3.4.2 TriCore架構(gòu)處理器的任務(wù)上下文切換功能實(shí)現(xiàn)
3.5 移植中斷與陷阱處理體系
3.5.1 構(gòu)建TriCore架構(gòu)處理器的中斷處理體系
3.5.2 構(gòu)建TriCore架構(gòu)處理器的陷阱處理體系
3.6 移植處理器相關(guān)功能
3.6.1 TriCore架構(gòu)處理器特權(quán)級(jí)切換功能的實(shí)現(xiàn)
3.6.2 TriCore架構(gòu)處理器自旋鎖的實(shí)現(xiàn)
3.7 移植AUTOSAR操作系統(tǒng)的總結(jié)與說明
3.8 本章小結(jié)
4 AUTOSAR操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)時(shí)組件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)的性能分析
4.2 中斷線程化處理機(jī)制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)的中斷體系存在的問題
4.2.2 中斷線程化處理機(jī)制設(shè)計(jì)
4.2.3 中斷線程化處理機(jī)制實(shí)現(xiàn)
4.3 就緒任務(wù)的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.3.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)就緒任務(wù)管理方式存在的問題
4.3.2 就緒任務(wù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.4 資源管理機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.4.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)資源管理機(jī)制存在的問題
4.4.2 天花板優(yōu)先級(jí)機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.5 任務(wù)間異步通信機(jī)制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.5.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)郵箱通信機(jī)制存在的問題
4.5.2 循環(huán)異步緩存區(qū)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.6 本章小結(jié)
5 AUTOSAR操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
5.1 測(cè)試軟硬件環(huán)境
5.1.1 硬件平臺(tái)
5.1.2 軟件平臺(tái)
5.2 基于AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)框架應(yīng)用的測(cè)試
5.2.1 AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用框架
5.2.2 應(yīng)用上板測(cè)試
5.3 AUTOSAR操作系統(tǒng)的性能測(cè)試
5.3.1 任務(wù)上下文切換時(shí)間
5.3.2 中斷響應(yīng)時(shí)間
5.4 AUTOSAR操作系統(tǒng)內(nèi)核模塊功能性測(cè)試與對(duì)比測(cè)試
5.4.1 就緒任務(wù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的功能性測(cè)試
5.4.2 就緒任務(wù)管理機(jī)制的對(duì)比測(cè)試
5.4.3 基于天花板優(yōu)先級(jí)的資源管理機(jī)制測(cè)試
5.4.4 資源管理機(jī)制的對(duì)比測(cè)試
5.4.5 中斷線程化處理機(jī)制的功能性測(cè)試
5.4.6 基于循環(huán)異步緩存區(qū)的郵箱機(jī)制測(cè)試
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文小結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
研究成果目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能時(shí)代的汽車控制[J]. 陳虹,郭露露,宮洵,高炳釗,張琳. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2020(07)
[2]解讀《汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2019)》[J]. 溫曉君. 機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2019(06)
[3]師建華:五大不利因素、六大歷史機(jī)遇,零部件行業(yè)發(fā)展何去何從?[J]. 鄭雪芹. 汽車縱橫. 2019(11)
[4]我國(guó)汽車零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策研究[J]. 陸琳,張?zhí)忑?徐紅梅,劉濤. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2019(09)
[5]發(fā)展自動(dòng)駕駛汽車的挑戰(zhàn)和前景展望[J]. 陳曉博. 綜合運(yùn)輸. 2016(11)
[6]自動(dòng)駕駛的開發(fā)動(dòng)向與技術(shù)[J]. 王建萍. 汽車與配件. 2016(26)
[7]淺談汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展與未來[J]. 李付俊. 黑龍江科技信息. 2016(16)
[8]未來智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 朱盛鐳. 上海汽車. 2015(08)
[9]AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 孫升,宋珂,章桐. 機(jī)電一體化. 2014(12)
[10]汽車嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法、體系架構(gòu)和流程[J]. 魏學(xué)哲,戴海峰,孫澤昌. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(07)
博士論文
[1]共享資源約束下的多核實(shí)時(shí)調(diào)度算法研究[D]. 楊茂林.電子科技大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于多核環(huán)境的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張巖.電子科技大學(xué) 2014
[2]面向汽車電子嵌入式領(lǐng)域的運(yùn)行時(shí)環(huán)境中間件—SmartRTE[D]. 劉凱.浙江大學(xué) 2008
[3]SmartOSEK OS 3.0的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郁利吉.浙江大學(xué) 2007
[4]嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張晶.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3191435
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本文主要工作
1.4 本文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排
2 相關(guān)技術(shù)概述
2.1 操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)介紹
2.1.1 OSEK/VDX標(biāo)準(zhǔn)
2.1.2 AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)
2.2 AUTOSAR操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性相關(guān)的內(nèi)核機(jī)制
2.2.1 任務(wù)管理方法
2.2.2 中斷處理機(jī)制
2.2.3 任務(wù)間通信機(jī)制
2.3 TriCore處理器對(duì)操作系統(tǒng)的支持特性
2.3.1 TriCore架構(gòu)處理器簡(jiǎn)介
2.3.2 程序上下文快速切換機(jī)制
2.4 本章小結(jié)
3 基于TriCore架構(gòu)處理器移植AUTOSAR操作系統(tǒng)
3.1 移植開源AUTOSAR操作系統(tǒng)的需求分析
3.2 裁剪開源AUTOSAR操作系統(tǒng)源碼
3.3 實(shí)現(xiàn)TriCore架構(gòu)處理器的啟動(dòng)與初始化
3.4 移植任務(wù)上下文的管理模塊
3.4.1 TriCore架構(gòu)處理器的任務(wù)上下文初始化模塊實(shí)現(xiàn)
3.4.2 TriCore架構(gòu)處理器的任務(wù)上下文切換功能實(shí)現(xiàn)
3.5 移植中斷與陷阱處理體系
3.5.1 構(gòu)建TriCore架構(gòu)處理器的中斷處理體系
3.5.2 構(gòu)建TriCore架構(gòu)處理器的陷阱處理體系
3.6 移植處理器相關(guān)功能
3.6.1 TriCore架構(gòu)處理器特權(quán)級(jí)切換功能的實(shí)現(xiàn)
3.6.2 TriCore架構(gòu)處理器自旋鎖的實(shí)現(xiàn)
3.7 移植AUTOSAR操作系統(tǒng)的總結(jié)與說明
3.8 本章小結(jié)
4 AUTOSAR操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)時(shí)組件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)的性能分析
4.2 中斷線程化處理機(jī)制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)的中斷體系存在的問題
4.2.2 中斷線程化處理機(jī)制設(shè)計(jì)
4.2.3 中斷線程化處理機(jī)制實(shí)現(xiàn)
4.3 就緒任務(wù)的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.3.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)就緒任務(wù)管理方式存在的問題
4.3.2 就緒任務(wù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.4 資源管理機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.4.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)資源管理機(jī)制存在的問題
4.4.2 天花板優(yōu)先級(jí)機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.5 任務(wù)間異步通信機(jī)制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.5.1 開源AUTOSAR操作系統(tǒng)郵箱通信機(jī)制存在的問題
4.5.2 循環(huán)異步緩存區(qū)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.6 本章小結(jié)
5 AUTOSAR操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
5.1 測(cè)試軟硬件環(huán)境
5.1.1 硬件平臺(tái)
5.1.2 軟件平臺(tái)
5.2 基于AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)框架應(yīng)用的測(cè)試
5.2.1 AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用框架
5.2.2 應(yīng)用上板測(cè)試
5.3 AUTOSAR操作系統(tǒng)的性能測(cè)試
5.3.1 任務(wù)上下文切換時(shí)間
5.3.2 中斷響應(yīng)時(shí)間
5.4 AUTOSAR操作系統(tǒng)內(nèi)核模塊功能性測(cè)試與對(duì)比測(cè)試
5.4.1 就緒任務(wù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的功能性測(cè)試
5.4.2 就緒任務(wù)管理機(jī)制的對(duì)比測(cè)試
5.4.3 基于天花板優(yōu)先級(jí)的資源管理機(jī)制測(cè)試
5.4.4 資源管理機(jī)制的對(duì)比測(cè)試
5.4.5 中斷線程化處理機(jī)制的功能性測(cè)試
5.4.6 基于循環(huán)異步緩存區(qū)的郵箱機(jī)制測(cè)試
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文小結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
研究成果目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能時(shí)代的汽車控制[J]. 陳虹,郭露露,宮洵,高炳釗,張琳. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2020(07)
[2]解讀《汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2019)》[J]. 溫曉君. 機(jī)器人產(chǎn)業(yè). 2019(06)
[3]師建華:五大不利因素、六大歷史機(jī)遇,零部件行業(yè)發(fā)展何去何從?[J]. 鄭雪芹. 汽車縱橫. 2019(11)
[4]我國(guó)汽車零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策研究[J]. 陸琳,張?zhí)忑?徐紅梅,劉濤. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2019(09)
[5]發(fā)展自動(dòng)駕駛汽車的挑戰(zhàn)和前景展望[J]. 陳曉博. 綜合運(yùn)輸. 2016(11)
[6]自動(dòng)駕駛的開發(fā)動(dòng)向與技術(shù)[J]. 王建萍. 汽車與配件. 2016(26)
[7]淺談汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展與未來[J]. 李付俊. 黑龍江科技信息. 2016(16)
[8]未來智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 朱盛鐳. 上海汽車. 2015(08)
[9]AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 孫升,宋珂,章桐. 機(jī)電一體化. 2014(12)
[10]汽車嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法、體系架構(gòu)和流程[J]. 魏學(xué)哲,戴海峰,孫澤昌. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(07)
博士論文
[1]共享資源約束下的多核實(shí)時(shí)調(diào)度算法研究[D]. 楊茂林.電子科技大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于多核環(huán)境的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張巖.電子科技大學(xué) 2014
[2]面向汽車電子嵌入式領(lǐng)域的運(yùn)行時(shí)環(huán)境中間件—SmartRTE[D]. 劉凱.浙江大學(xué) 2008
[3]SmartOSEK OS 3.0的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 郁利吉.浙江大學(xué) 2007
[4]嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張晶.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3191435
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/qiche/3191435.html
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