一种基于模型的自动变速箱软件开发平台的分层设计方法

技术领域

本发明涉及自动变速箱软件开发领域，特别是涉及自动变速箱系统软件平台及其架构的设计。

背景技术

随着汽车电子技术和软件工程的飞速发展，构架于汽车电子的软件系统越来越庞大，功能越来越强，局部优化技术和常规嵌入式开发方法难以实现整个大的系统优化(不仅包含代码优化，更包含了开发周期、费用以及可靠性、兼容性、可维护性和可移植性等方面的综合考虑)，跨平台的连接和开发更增加了软件系统维护的难度。另外，由于当前各种平台众多的开发工具各有利弊，使得跨平台、多工具强强联合开发就显得越来越重要。软件系统的分层设计方法已受到广泛的赞誉，并成功应用于大型软件开发和网络通讯协议等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模型的自动变速箱软件开发平台的分层设计方法，根据不同功能要求分为三层：模型应用层、硬件抽象层和底层驱动层。以上每层均可独立设计和测试，均可选择最合适的开发工具并行开发，在设计时效上取得最佳，在联合定义好各层平台之间的接口后即可进行集成测试，以达到整个软件开发进度的最佳控制。另外，任何一层的修改对其他各层均无任何影响，可方便自动变速箱控制系统的维护和升级换代。

基于模型的自动变速箱软件开发平台中，模型应用层软件选择模型开发工具MATLAB/SIMULINK/Stateflow和DSPACE/Targetlink，将开发风险大、算法复杂的自动变速箱控制策略通过代码自动生成技术转化为应用层软件模块。与传统的嵌入式软件开发设计相比，最大可能的缩短了其核心技术模块的开发与测试周期。硬件抽象层软件实现了模型应用层和底层驱动层的准确对接，同时为底层数据提供数据访问安全保护。

具体技术方案如下：

一种基于模型的自动变速箱软件开发平台的分层设计方法，所述软件开发平台的分层分为三层：模型应用层、硬件抽象层和底层驱动层，其中所述硬件抽象层用于模型应用层和底层驱动层的对接；

方法采用如下步骤：

(1)自动变速箱控制策略由模型开发工具进行建模，仿真和测试，并自动生成C代码并转化为应用层软件模块，形成模型应用层；

(2)模型应用层通过硬件抽象层进行数据交换，通过对接的函数实现底层平台数据的访问和对应操作；

(3)底层驱动层包括CAN驱动、A/D转换、数字量输入和输出，以及平台自身功能和状态监测，底层驱动层通过硬件抽象层的函数调用，执行相应操作，实时处理和更新数据。

进一步地，步骤(1)中，自动变速箱控制策略包括离合器控制策略，变速控制策略和其他控制策略，建模的模型包括自动变速箱离合器控制模型、变速控制模型和其他控制策略模型。

进一步地，步骤(1)中，模型开发工具采用SIMULINK/Stateflow/Targetlink。

进一步地，步骤(1)具体为根据自动变速箱控制策略的要求，使用模型开发工具SIMULINK/Stateflow/Targetlink分别建立自动变速箱离合器控制模型、变速控制模型和其他控制策略模型，并同步进行建模、仿真和测试，然后自动生成C代码模块，即模型应用层。

进一步地，步骤(3)中，根据信号和数据的访问要求，设计底层驱动层各类子模块库的服务程序和函数接口，为模型应用层提供所需数据和操作，确保数据的安全访问和实时性。

进一步地，将底层驱动层划分为三类不同功能的应用模块组，实现其对应的功能接口：通信驱动应用接口、常用驱动应用接口和实时系统应用接口，不同功能的应用模块组对其子系统功能进行模块化设计。

进一步地，在底层驱动层平台中包含的子系统模块有：SPI/串口驱动、CAN/LIN驱动、CAN诊断、工具函数、计时控制、数字/模拟量驱动、存储器刷写与编程、启动载入、资源管理和时序管理。

进一步地，所述数字/模拟量驱动完成对外界数字量和模拟量A/D的输入、输出信号采集和操作；所述CAN/LIN驱动完成对CAN/LIN模块的配置和数据通信；所述工具函数是由底层提供给应用层的操作函数，完成特定的功能和算法；所述时序管理负责系统运行。

与目前现有技术相比，本发明基于模型的自动变速箱软件开发平台中，将开发风险大、算法复杂的自动变速箱控制策略通过代码自动生成技术转化为应用层软件模块。与传统的嵌入式软件开发设计相比，最大可能的缩短了其核心技术模块的开发与测试周期。分层设计方法使得三层软件在开发流程上依赖关系较小，可同时并行开发，大大缩短开发周期。另外，模型应用层的分离使得大型、复杂的控制系统的软件设计摆脱了嵌入式系统开发的各种限制，使得整个软件平台的各层系统发挥最佳优势进行灵活搭配和组合。本发明的基于模型的分层设计方法成功缩短和优化了自动变速箱软件开发平台的开发周期和效率，完全可以应用于具有大型、复杂算法的自动变速箱产品的大批量化生产中。

附图说明

图1基于模型的自动变速箱软件开发平台架构图

图2基于模型的自动变速箱软件开发流程图