基于模型驱动的汽车电子软件开发方法研究

查正运

摘 要：汽车发展和研究对于人们的生活方式具有很大的改变，不断应用汽车电子技术为制造汽车产业提供了发展依据，也为汽车增加了更丰富和更完美的功能。目前，汽车产业已经逐渐开始使用比较先进的控制系统进行控制，广泛应用嵌入式系统为汽车未来发展提供方向，也昭示着汽车未来正朝着高度信息化发展。

关键词：模型驱动；汽车电子；软件开发

1 模型驱动的汽车电子软件开发流程

基于模型驱动的汽车电子软件开发流程可以分成五大步骤，包括分析需求、设计系统、生成代码、集成软件以及标定系统。上述步骤实际上都是围绕模型系统进行的，而且合理形成V字形状。分析需求就是说利用需求模型来适当地描绘系统想要达到的目的，分析需求的时候主要有两项工作为需求建模以及需求验证；设计系统实际上是依据分析需求来深入设计系统，从而可以发现符合系统需求的方案，包括两方面工作即设计模型和验证模型；生成代码就是利用设计系统过程中有机的结合产生的配置文件、系统模型以及基于模型驱动汽车电子运行平台自动形成代码；集成软件就是把自动形成的代码分别合理地形成不同的软件平台，然后利用一定软件部署策略来形成统系统；标定系统是开展汽车电子软件独特的项目，需要相关参数配置，合理匹配特定车型和软件，因此，也是指导软件开发的主要系统[1]。

开发软件主要可以分为应用开发和平台开发两大部分。开发应用主要就是从设计模型开始的，利用需求模型来合理的分析和验证模型。模型验证和需求建模是反复互动的过程，验证结果能够发送到设计模型中，作为模型修改的依据。经过验证没有问题的模型会被变换为高层次系统模型，也就是构件系统模型或者系统层系统模型。在深入设计系统模型的时候，需要验证完成设计的系统模型，验证结果对于进一步开发具有直接作用，为调整和修改模型提供依据。在完成验证模型以后，需要依据模型系统和模型需求来配置特定平台。配置的根本目标就是制定和裁剪系统平台，配置结果需要与模型系统形成系统代码。经过编译之后的自动生成代码可以应用到系统中。现阶段，仅仅只能应用原型系统，需要经过检验之后才能够使用。在模型系统的指挥下测试系统，此外，可能需要修改测试系统。一旦进行修改系统就进入到模型系统阶段，需要进一步开发。基于模型驱动的汽车电子软件开发方式包括算法组建和应用构件。算法组建是能够进行独立算法的通用模块。算法组建是通过很多函数共同组成的，完成设计算法的组件可以合理的运用到平台算法库。应用构件是独立通用应用模块，例如，电子油门构件[2]。通用构件在完成设计以后需要适当的引入到平台构件库中，需要复用相关应用。系统平台主要包括算法组件库、应用构件库、驱动库等。在系统生成的时候，需要依据文件的配置系统来合理的选择和配置系统平台库的内容，然后合理的运用到应用系统中。

2 模型驱动的汽车电子软件关键技术

2.1 强实时微内核操作系统技术

开发电子汽车软件的主要特征就是把操作系统引入到开发中。在以前传统的开发方式中，主要重视控制系统开发的策略，导致操作系统变得可有可无，但是伴随着电子汽车软件变得更加复杂，使得在开发的时候操作系统变得更加重要，一些开发方式可以把操作系统合理的引入到开发中，但是只是作为基本支持平台，主要有依据操作系统进行设计和验证。但是汽车电子软件的开发方式合理的把强实时微内核的操作系统引入其中，以此当做设计系统开发的核心，并且依据系统对平台进行代码生成和验证，所以，在汽车电子软件开发中，基于驱动的开发模型不再仅仅是可选部分，而是成为开发的主要部分[3]。

2.2 系统运行分析技术

基于模型驱动的汽车电子软件开发的方式中，系统运行分析是验证模型的重要方式。系统运行的分析主要就是利用分析模型，模拟动态行为，以此来检验是否具有符合规范的模型设计。

2.3 图形化设计技术

表达模型的主要形式就是图形，也是UML建模的重要语言特点，可以图形化需要表达的数据信息，但是需要一定的工具来进行图形化支持。SmartC是一种不仅可以表达图形，也可以表达文本的建模语言，但是也需要一定的图形化工具，支持把数据进行图形化，所以，想要开发基于模型驱动的汽车电子软件就需要开发能够支持图形化的工具。因此，可以适当使用eclipes平台以及相关能够进行图形化的插件来当做开发的平台和方式，从而可以开发基于模型驱动软件的相关图形化工具[4]。

2.4 自动生成技术

想要增加软件开发的质量和效率主要方式就是自动生成技术，在基于模型驱动汽车电子软件开发中的自动生成技术主要包括自动生成程序代码、自动生成系统模型以及自动生成设计文档。自动生成系统模型实际上就是说由高层次模型形成低层次模型，例如把系统系统需求模型变换为系统设计模型。自动生成设计文档实际上就是根据系统设计模型来形成相关设计文档，此时需要合理分析模型，能够在模型中提取语义，并且依据相关格式规范需求利用自然语言进行表达。自动生成程序代码实际上就是利用系统的配置文件和设计合理的把预制程序代码形成组合实际系。预制代码主要包括各种驱动、操作系统等代码以及各种复用的构件。此外，在使用自动生成技术的时候，需要保持具有同步的生成目标和生成源，例如，变动程序代码可以适当地引发设计模型的改变，利用一定的同步技术，可以尽可能地降低设计系统反馈时间，从而可以增加开发效率[5]。

3 结束语

总而言之，基于模型驱动的汽车电子软件的开发，能够很好地融合模型驱动开发方式和模型设计软件方式，并且提出了合理的设计方式，从而可以很好地解决汽车电子控制系统的可靠性，对于汽车行业的发展以及经济发展具有很大影响。

参考文献

[1]杨国青.基于模型驱动的汽车电子软件开发方法研究[D].浙江大学，2010.

[2]杨帆.汽车电子软件的实时性验证方法研究[D].湖南大学，2011.

[3]高志刚，吴朝晖.汽车电子软件中混合调度方式下响应时间分析[J].中国机械工程，2011，19（17）.

[4]伍如意.基于AUTOSAR标准的汽车电子软件开发平台分析和设计[D].浙江大学，2011.

[5]一种基于模型的可视化汽车电子软件需求表示方法[J].山东科学，2010，22（5）.