吳忠偉
摘 要
本文提出了基于μC/OS-II嵌入式操系統(tǒng)的雙離合自動變速器控制系統(tǒng)軟件開發(fā)架構,進行了任務劃分及時序設計,經過驗證表明,所開發(fā)的雙離合自動變速器控制系統(tǒng)功能實現良好,實時性較高,值得進一步應用和推廣。
【關鍵詞】DCT 控制系統(tǒng) 嵌入式操作系統(tǒng) 軟件開發(fā)
雙離合自動變速器中(以下簡稱DCT),在兩個離合器輸入軸上按照奇、偶數布置變速器擋位,交替切換離合器的過程中實現動力換擋。DCT控制系統(tǒng)需要根據車輛行駛的實際狀態(tài)來實時進行換擋判斷,從而完成換擋自動控制,相較于手動變速器控制系統(tǒng)來說,設計難度較大,要滿足實時性和可靠性的要求,尤其在軟件開發(fā)設計中,傳統(tǒng)設計方式難以實現。基于以上,本文簡要分析了基于嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II的DCT控制系統(tǒng)軟件開發(fā)設計,旨在為相關研究和實踐提供參考。
1 DCT控制系統(tǒng)軟件開發(fā)設計
1.1 DCT控制系統(tǒng)軟件開發(fā)設計思路與軟件結構
對于傳統(tǒng)嵌入式控制系統(tǒng)軟件開發(fā)來說,其一般采用面向硬件的前后臺開發(fā)方式,這種方式開發(fā)的控制系統(tǒng)有著模塊之間耦合性高及內聚性低的特點,不利于程序重復使用,難以保證程序的穩(wěn)定性。要想解決上述問題,需要實現DCT控制系統(tǒng)軟件與硬件之間的隔離,保證硬件控制與軟件實現的獨立。本文以操作系統(tǒng)開發(fā)方式為基礎進行DCT控制系統(tǒng)軟件開發(fā),操作系統(tǒng)能夠實現多任務的調度與管理,通過對操作系統(tǒng)的引入來降低程序之間的耦合性,從而解決傳統(tǒng)嵌入式控制系統(tǒng)存在的問題。本文以μC/OS-II內核為基礎進行DCT控制系統(tǒng)軟件的開發(fā)設計,μC/OS-II操作系統(tǒng)源代碼公開,且結構小巧,有著任務調度管理、任務間同步通信、時間管理及內存管理等功能,能夠提供中斷服務,用匯編語言編寫與CPU硬件相關代碼,用C語言編寫其他代碼,可移植性優(yōu)良,同時μC/OS-II還有著占用空間小、擴展性優(yōu)良及執(zhí)行效率高等優(yōu)點。為了支持軟件后續(xù)功能的開發(fā)與驗證,將文件系統(tǒng)程序和設備驅動程序添加其中,實現軟件功能擴展,同時為軟件理論驗證提供底層支持。具體結構如圖1所示。
1.2 任務劃分及時序設計
根據DCT控制系統(tǒng)軟件結構圖和系統(tǒng)功能及性能要求,進行應用程序多任務的劃分,對任務優(yōu)先級進行設定,具體如表1所示。
在進行DCT控制系統(tǒng)任務劃分的過程中,為了改善其擴展性能,采用保留0,1,2優(yōu)先級及預留間隔的劃分方式。在任務劃分完成之后,以DCT控制系統(tǒng)功能要求為基礎,進行多任務動作時序設計。
2 DCT控制系統(tǒng)功軟件開發(fā)功能驗證
在DCT硬件在環(huán)仿真實驗臺上對DCT控制系統(tǒng)軟件程序進行功能驗證,首先是對系統(tǒng)關鍵部分進行驗證,主要包括多任務控制系統(tǒng)啟動流程是否正確、軟硬件初始化流程是否正常、任務時序執(zhí)行情況是否正確、FSM換擋實現過程是否正常等幾個方面。測試結果顯示,這些關鍵部分功能良好,流程執(zhí)行正確。
為了進一步對開發(fā)的系統(tǒng)軟件及其程序進行功能驗證,以功能用時情況為驗證內容,設計了測試用例,在測試驗證的過程中,首先以指令執(zhí)行周期為基礎,對各項功能的用時進行計算,以此作為測試參考,之后借助示波器等硬件對DCT控制系統(tǒng)運行過程進行功能用時驗證,驗證結果表明,開發(fā)的DCT控制系統(tǒng)軟件實時性良好。
3 結論
綜上所述,本文以嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II為基礎進行DCT控制系統(tǒng)軟件的開發(fā),為了拓展系統(tǒng)功能,加入了設備驅動程序及文件系統(tǒng),在DCT硬件在環(huán)仿真實驗臺進行了軟件程序執(zhí)行流程及用時情況的驗證,驗證結果表明,軟件功能執(zhí)行良好,實時性優(yōu)良,同時,相較于傳統(tǒng)開發(fā)方式來說,本文提出的DCT控制系統(tǒng)軟件開發(fā)方案有著開發(fā)周期短及實現簡單等優(yōu)點,指的進一步應用和推廣。
參考文獻
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[2]劉永剛.雙離合器自動變速器電控單元控制策略模塊化設計[J].機械設計與研究,2012(05):74-79.
作者單位
吉林建筑大學城建學院 吉林省長春市 130000