基于嵌入式技術的車載綜合信息系統研究

王 強 戰忠麗 信 眾

（吉林電子信息職業技術學院 計算機系，吉林 吉林 132021）

隨著汽車行業發展，汽車購買量在近些年只增不減，但是隨之而來的，人們對于汽車性能提出了更高的要求。嵌入式的車載綜合信息系統是提高汽車性能的重要措施，因為它的智能化程度高，功能齊全，因此實用性強。

1 嵌入式系統概述

1.1 嵌入式系統特點

嵌入式系統有以下的幾個特點。其一在設計嵌入式系統軟件的時候，設計人必須保證軟件或者硬件的實用性，在設計的過程中會將不必要的功能去掉，以提高硬件的性能。這種去除冗余的方式能夠降低系統設計成本，并且提高其市場的占有率。其二是嵌入式系統并不是獨立存在的，它和硬件緊緊的融合在了一起。因而當產品需要更新的時候，嵌入式系統一隨之的一起進行升級。這對于嵌入式系統來說，是一個顯著的優勢，因為當嵌入式系統的產品投入到市場中去的時候，由于內部的系統可以更新換代，所以產品能夠保證長期的活力。其三是嵌入式系統不影響車載電腦系統的速度，因為系統的軟件存在于車載電腦系統中的存儲器之內，它不會占太大的內存，因而可以保證車載電腦系統是安全的，并且高效的。其四嵌入式系統具有一定的特定性，它可以根據用戶的要求來訂做不同類型的嵌入式軟件，因為它能夠滿足一定的用戶群體。特別是嵌入式的CPU，它和其他的嵌入式系統不同，其體積較小，并且功能消耗低。

1.2 嵌入式微處理器ARM

嵌入式系統是由微處理器構成的，微處理器是嵌入式系統的主要部件，它具有以下幾個特點。其一其功能消耗少，嵌入式的微處理器大部分都是依靠電池進行蓄電，因而其功能消耗比較低。其二是它支持多任務模式，也就是說它可以同時的執行多個操作，而各個任務之間互不影響。其三它能夠保護嵌入式系統存儲區，當軟件出現問題的時候，還能夠及時的診斷問題。ARM屬于一種嵌入式的微處理器，它像多數的嵌入式微處理器一樣，其功能多，消耗少，并且ARM指令的系統程序并不復雜，因而實用性很高，是一種高性能的電子產品。

1.3 嵌入式系統開發模式

如圖1所示，嵌入式系統的開發流程。在這個流程之中包含著幾個基本的要素，如硬件、軟件以及系統，這些要素構成了整個嵌入式開發流程。在還未開發這個系統的時候，需要先將嵌入式系統的整個框架結構決定，然后明確好系統中的硬件結構以及其功能。當框架搭建完成之后，需要明確好開發模式中各個版塊的內容。如硬件方面，需要做好硬件規劃和設計的工作，當設計完成之后，可以將硬件投入使用。在軟件設計方面，需要對軟件進行規劃、規劃和開發，在這個階段中，還需要完成操作系統的剪裁任務。當編碼完成之后，一般還需要對其進行系統的模擬，觀察其使用的功能，當經過檢查未發現問題后，就可以將系統投入使用了，整個嵌入式系統的開發工作才算完成。

2 車載綜合信息系統

2.1 嵌入式技術和車載電腦系統

隨著我國經濟的發展，汽車產業的市場占有率在近些年逐步的提高，它已經是我國國民經濟中的重要組成部分。汽車產業的高速發展，可以從汽車的銷售情況中體現，現在購買汽車的普通家庭越來越多，汽車的市場銷售情況非常的客觀。在汽車構造中，車載電腦是其中不可或缺的組成部分，因為它為汽車提供了各種新興的功能，在提高汽車性能方面發揮了重要的作用，因而可以看出車載電腦的發展潛力是非常大的。設計人員在車載電腦的設計過程中，應用了各種目前最先進的技術，例如GPS導航、嵌入式技術等。這些技術有的剛剛在車載電腦設計中被投入使用，也就是說車載電腦在設計的時候利用的最先進的技術，這些技術能夠確保車載電腦是最先進的，發展的前景很遼闊。

在車載電腦系統中，嵌入式系統是其中的核心部分。它的操作系統種類很多，如Windows CE操作系統，它屬于嵌入式系統中的一種，其發展還不完全，因為設計人員在利用這種操作系統的時候，其設備驅動程序要靠自己完成，Windows CE操作系統并不是支持所有的硬件，有些硬件并不支持。這種操作系統在實際程序開發過程中使用較少，原因在于設備驅動程序的編寫工作并不輕松，并且需要消耗大量的精力和時間，這可能會導致開發工作工作量加大。相比Windows CE操作系統，Linux操作系統使用范圍較廣，因為它不需要設計人員自己編寫程序，由于其中源代碼往往是向外開放的，所以Linux操作系統中的內容相比Windows CE來說，可以利用的資源很豐富。因而在車載電腦系統中，嵌入式的Linux操作系統會更為的適用。

2.2 車載信息系統軟件結構構成以及設計

如圖2示，根據用戶的需要，規劃出了一個車載信息系統軟件的結構，在這個結構之中，有系統應用程序、文件系統、系統內核、驅動程序等要素。

當設計人員運用嵌入式Linux進行車載信息系統的開發。首當其沖的是需要構建一個系統開發的平臺，這一點很關鍵，因而需要為其提供一個軟件開發的良好環境。這個環境就是由硬件以及軟件設計的平臺組成的，而硬件平臺和宿主PC機兩者之間有著一定的聯系關系，軟件平臺中包含著Linux各種操作的要素，如下載所需的工具、編譯的環境等。交叉編譯環境正是車載綜合信息系統開發所需要的環境，因為在車載綜合信息系統開發的初期，需要通過交叉編譯的環境來創建軟件開發的平臺。另外，在交叉編譯環境中，包含著大量的信息資源，這些信息資源對于車載信息系統開發有著一定的積極意義。

2.3 車載信息系統中Linux內核移植

（1）Linux啟動過程。Linux 啟動過程分為四個步驟，第一是CPU上電，在這個步驟中，需要審查CPU以及體系內部的結構。第二步是BIOS啟動，在這個步驟中，車載信息系統的相關設施可以形成初始化的狀態。第三步是BootLoader引導，在這個步驟中，系統完成初始化工作，系統中的程序開始啟動，最后一步是硬盤上的操作系統的接管。

（2）在車載信息系統中嵌入式Linux編譯。在嵌入式系統開發的過程中選擇什么樣的內核非常的關鍵，因為Linux內核在嵌入式系統之中發揮著重要的作用。Linux內核有兩種，一種穩定性很高，另一種穩定性較差，因為它正處理開發的階段。在配置內核的時候，需要注意由于系統中儲存的空間較小，所以在編譯Linux的時候需要重視Linux的內存大小，對于實用性不強的功能應該給予去除，這樣才能夠保證車載信息系統的順利運行。配置內核的本質就是將模板編譯到對應的模板中去，如模板如果是靜態的，可以放到內核里面去。

3 結束語

總之，汽車儀表是汽車中的一部分，提高汽車的安全度，最重要的是要利用嵌入式車載綜合信息系統，這樣才能夠讓汽車的綜合性能提高。

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