基于模型驅動的汽車電子軟件開發方法研究

查正運

摘 要：汽車發展和研究對于人們的生活方式具有很大的改變，不斷應用汽車電子技術為制造汽車產業提供了發展依據，也為汽車增加了更豐富和更完美的功能。目前，汽車產業已經逐漸開始使用比較先進的控制系統進行控制，廣泛應用嵌入式系統為汽車未來發展提供方向，也昭示著汽車未來正朝著高度信息化發展。

關鍵詞：模型驅動；汽車電子；軟件開發

1 模型驅動的汽車電子軟件開發流程

基于模型驅動的汽車電子軟件開發流程可以分成五大步驟，包括分析需求、設計系統、生成代碼、集成軟件以及標定系統。上述步驟實際上都是圍繞模型系統進行的，而且合理形成V字形狀。分析需求就是說利用需求模型來適當地描繪系統想要達到的目的，分析需求的時候主要有兩項工作為需求建模以及需求驗證；設計系統實際上是依據分析需求來深入設計系統，從而可以發現符合系統需求的方案，包括兩方面工作即設計模型和驗證模型；生成代碼就是利用設計系統過程中有機的結合產生的配置文件、系統模型以及基于模型驅動汽車電子運行平臺自動形成代碼；集成軟件就是把自動形成的代碼分別合理地形成不同的軟件平臺，然后利用一定軟件部署策略來形成統系統；標定系統是開展汽車電子軟件獨特的項目，需要相關參數配置，合理匹配特定車型和軟件，因此，也是指導軟件開發的主要系統[1]。

開發軟件主要可以分為應用開發和平臺開發兩大部分。開發應用主要就是從設計模型開始的，利用需求模型來合理的分析和驗證模型。模型驗證和需求建模是反復互動的過程，驗證結果能夠發送到設計模型中，作為模型修改的依據。經過驗證沒有問題的模型會被變換為高層次系統模型，也就是構件系統模型或者系統層系統模型。在深入設計系統模型的時候，需要驗證完成設計的系統模型，驗證結果對于進一步開發具有直接作用，為調整和修改模型提供依據。在完成驗證模型以后，需要依據模型系統和模型需求來配置特定平臺。配置的根本目標就是制定和裁剪系統平臺，配置結果需要與模型系統形成系統代碼。經過編譯之后的自動生成代碼可以應用到系統中。現階段，僅僅只能應用原型系統，需要經過檢驗之后才能夠使用。在模型系統的指揮下測試系統，此外，可能需要修改測試系統。一旦進行修改系統就進入到模型系統階段，需要進一步開發。基于模型驅動的汽車電子軟件開發方式包括算法組建和應用構件。算法組建是能夠進行獨立算法的通用模塊。算法組建是通過很多函數共同組成的，完成設計算法的組件可以合理的運用到平臺算法庫。應用構件是獨立通用應用模塊，例如，電子油門構件[2]。通用構件在完成設計以后需要適當的引入到平臺構件庫中，需要復用相關應用。系統平臺主要包括算法組件庫、應用構件庫、驅動庫等。在系統生成的時候，需要依據文件的配置系統來合理的選擇和配置系統平臺庫的內容，然后合理的運用到應用系統中。

2 模型驅動的汽車電子軟件關鍵技術

2.1 強實時微內核操作系統技術

開發電子汽車軟件的主要特征就是把操作系統引入到開發中。在以前傳統的開發方式中，主要重視控制系統開發的策略，導致操作系統變得可有可無，但是伴隨著電子汽車軟件變得更加復雜，使得在開發的時候操作系統變得更加重要，一些開發方式可以把操作系統合理的引入到開發中，但是只是作為基本支持平臺，主要有依據操作系統進行設計和驗證。但是汽車電子軟件的開發方式合理的把強實時微內核的操作系統引入其中，以此當做設計系統開發的核心，并且依據系統對平臺進行代碼生成和驗證，所以，在汽車電子軟件開發中，基于驅動的開發模型不再僅僅是可選部分，而是成為開發的主要部分[3]。

2.2 系統運行分析技術

基于模型驅動的汽車電子軟件開發的方式中，系統運行分析是驗證模型的重要方式。系統運行的分析主要就是利用分析模型，模擬動態行為，以此來檢驗是否具有符合規范的模型設計。

2.3 圖形化設計技術

表達模型的主要形式就是圖形，也是UML建模的重要語言特點，可以圖形化需要表達的數據信息，但是需要一定的工具來進行圖形化支持。SmartC是一種不僅可以表達圖形，也可以表達文本的建模語言，但是也需要一定的圖形化工具，支持把數據進行圖形化，所以，想要開發基于模型驅動的汽車電子軟件就需要開發能夠支持圖形化的工具。因此，可以適當使用eclipes平臺以及相關能夠進行圖形化的插件來當做開發的平臺和方式，從而可以開發基于模型驅動軟件的相關圖形化工具[4]。

2.4 自動生成技術

想要增加軟件開發的質量和效率主要方式就是自動生成技術，在基于模型驅動汽車電子軟件開發中的自動生成技術主要包括自動生成程序代碼、自動生成系統模型以及自動生成設計文檔。自動生成系統模型實際上就是說由高層次模型形成低層次模型，例如把系統系統需求模型變換為系統設計模型。自動生成設計文檔實際上就是根據系統設計模型來形成相關設計文檔，此時需要合理分析模型，能夠在模型中提取語義，并且依據相關格式規范需求利用自然語言進行表達。自動生成程序代碼實際上就是利用系統的配置文件和設計合理的把預制程序代碼形成組合實際系。預制代碼主要包括各種驅動、操作系統等代碼以及各種復用的構件。此外，在使用自動生成技術的時候，需要保持具有同步的生成目標和生成源，例如，變動程序代碼可以適當地引發設計模型的改變，利用一定的同步技術，可以盡可能地降低設計系統反饋時間，從而可以增加開發效率[5]。

3 結束語

總而言之，基于模型驅動的汽車電子軟件的開發，能夠很好地融合模型驅動開發方式和模型設計軟件方式，并且提出了合理的設計方式，從而可以很好地解決汽車電子控制系統的可靠性，對于汽車行業的發展以及經濟發展具有很大影響。

參考文獻

[1]楊國青.基于模型驅動的汽車電子軟件開發方法研究[D].浙江大學，2010.

[2]楊帆.汽車電子軟件的實時性驗證方法研究[D].湖南大學，2011.

[3]高志剛，吳朝暉.汽車電子軟件中混合調度方式下響應時間分析[J].中國機械工程，2011，19（17）.

[4]伍如意.基于AUTOSAR標準的汽車電子軟件開發平臺分析和設計[D].浙江大學，2011.

[5]一種基于模型的可視化汽車電子軟件需求表示方法[J].山東科學，2010，22（5）.