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汽车集成BCM嵌入式系统的研究与设计

作　者: 刘威
导　师: 曹文君
学　校: 复旦大学
专　业: 软件工程
关键词: 汽车BCM Matlab建模 Worst-case分析 时间片
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着电子控制单元在汽车上应用,大量电子控制单元的引入改善了汽车的舒适性、稳定性、安全性和环境友好性。目前国内自主品牌的汽车电子控制单元所占的市场份额很低,很少存在核心竞争力产品,主要被国外大公司所垄断。因此掌握汽车电子的核心技术及产品设计规范已成为国内厂家的迫切需求。汽车BCM中的嵌入式系统涉及到需求分析与建模、开发流程、软件开发、硬件开发和测试检验等许多内容。该系统是基于CAN/LIN网络通信,主要功能包括车灯控制、雨刮控制、车窗控制、中控锁控制和后除霜控制。由于篇幅的限制,本文仅对车灯控制,车窗控制,网络管理的功能设计和实现作详尽的论述。本文主要围绕开发中的几个主要问题进行分析研究：1)利用直接式网络管理方法研究网络管理,并使用CANOE进行仿真设计和自动化测试；2)利用Matlab软件中的Statesflow工具研究建立自动化代码开发平台,提高软件开发效率、提高可读性、可维护性和可移植性；3)利用纹波技术研发车窗防夹系统,解决传统系统寿命短、成本高、使用不便的问题。文中使用Worst-case分析模式对转向灯的硬件设计进行分析,使用Matlab /Statesflow建模对转向灯的软件设计进行仿真,利用CANOE对CAN通信进行测试和仿真。利用纹波技术实现了车窗防夹系统,该系统达到了用户的要求,符合国家的车窗防夹规范,并已经获得专利。本文的研究成果满足整车电器控制要求,并在某国产车上得到应用和验证,具有很强的现实意义。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
第一章 绪论  6-10
  1.1 本课题研究的意义  6-7
  1.2 BCM嵌入式系统现状  7-9
    1.2.1 BCM现状  7-8
    1.2.2 BCM嵌入式系统现状  8
    1.2.3 我国在此领域存在的问题  8-9
  1.3 本课题研究内容  9
  1.4 论文的章节安排  9-10
第二章 汽车BCM研究的相关理论、方法与工具  10-20
  2.1 BCM系统概述  10
  2.2 BCM系统构架  10-12
    2.2.1 BCM节点构架  10-11
    2.2.2 车门节点构架  11-12
  2.3 系统仿真  12-16
    2.3.1 系统仿真开发工具CANOE简介  12-14
    2.3.2 V型仿真开发模型  14-16
  2.4 开发和集成环境  16-20
    2.4.1 StateFlow概述  16
    2.4.2 状态图的基本概念  16-17
    2.4.3 软件集成环境  17
    2.4.4 嵌入式软件系统  17-20
第三章 汽车集成BCM嵌入式系统设计及实现  20-58
  3.1 系统需求分析  20-29
    3.1.1 CAN网络需求分析  20-24
    3.1.2 车窗防夹控制需求分析  24-28
    3.1.3 转向灯控制需求分析  28-29
  3.2 CAN总线功能的设计与实现  29-36
    3.2.1 CAN硬件电路设计  30
    3.2.2 CAN网络管理策略设计  30-31
    3.2.3 高速网络管理报文及应用层接口定义  31-33
    3.2.4 主节点网络管理设计  33-36
  3.3 转向灯控制功能的设计实现  36-45
    3.3.1 转向灯硬件电路设计  37-38
    3.3.2 转向灯工况分析  38-40
    3.3.3 转向灯模块接口  40-41
    3.3.4 转向灯模块状态图  41-44
    3.3.5 转向灯自动代码生成  44-45
  3.4 车窗防夹控制功能的设计与实现  45-58
    3.4.1 车窗防夹硬件设计及实现  45-52
    3.4.2 车窗防夹软件设计及实现  52-58
第四章 长安G401BCM嵌入式系统实践与结果分析  58-69
  4.1 长安G401项目背景  58
  4.2 长安G401项目的BCM嵌入式系统实践方案  58-60
    4.2.1 G401项目通信数据库  59
    4.2.2 G401项目节点仿真  59-60
  4.3 G401项目总线实践  60-65
    4.3.1 CAN总线通信波形  60
    4.3.2 CAN采样点测试  60-62
    4.3.3 CAN通信应用层测试  62-65
  4.4 G401项目车窗防夹实践  65-67
  4.5 G401项目转向灯实践  67-68
  4.6 结果分析  68-69
第五章 结论与展望  69-70
  5.1 全文总结  69
  5.2 研究展望  69-70
参考文献  70-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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