基于OSEK/VDX规范体系的嵌入式车用操作系统

作者:黄鹏

引言

随着汽车工业的飞速发展，电子技术在汽车上的应用比重不断增加。为了满足日益复杂的汽车电子控制软件的开发需要，实现应用软件的可移植性和不同厂商的控制模块间的可兼容性，1993年德国汽车工业界联合推出了“汽车电子的开放式系统及接口软件规范”，即OSEK(open system and the corresponding interfaces for automotive electronics)。1994年法国汽车工业界的相似规范VDX(vehicle distributed executive)和OSEK规范合并，从而形成OSEK/VDX规范体系。

此规范主要由4部分组成：操作系统规范(OSEKOS)、通信规范(OSEKCOM)、网络管理规范(OSEKNM)和OSEK实现语言(OSEKOIL)。其中OSEKOS是针对汽车应用特点而专门制定的一个小型RTOS规范，着重以下几个方面：①可移植性，所有API都是标准化的并且在功能上都有明确的定义；②可扩展性，OSEKOS旨在通用于任何类型的 ECU，因此一方面系统要高度的模块化，另一方面又要能进行灵活的配置；③汽车应用的特定需求，诸如可靠性、实用性和代价敏感性等。相应的，OSEKOS 静态配置可以通过OS2EKOIL语言实现，用户在系统生成时静态制定任务的个数、需要的资源和系统服务。OSEKCOM为通信网络中的数据交换提供了标准的接口和协议。OSEKNM为监视网络的流量提供了一组标准的功能函数，以保证网络的安全性和可靠性。

μC/OS-Ⅱ是一个著名的源代码公开的实时内核，专门为嵌入式应用设计的。它的主要性能特点如下：①源代码公开。这样很容易就能把操作系统移植到各个不同的硬件平台上；②可移植性。μC/OS-Ⅱ绝大部分源代码是用C语言写的，而与微处理器硬件相关的那部分是用汇编语言写的，使得μC/OS-Ⅱ便于移植到其他的微处理器上；③可固化。只要开发者有固化手段，μC/OS-Ⅱ可以嵌入到开发者的系统中；④可裁剪性(Scalable)。开发者可以有选择的使用μC/OS-Ⅱ中应用程序需要的那些系统服务，可以减少μC/OS-Ⅱ所需的存储空间；⑤占先(Preemp2tive)。μC/OS-Ⅱ完全是占先式的实时内核；⑥多任务(Multi-Tasking)。μC/OS-Ⅱ可以管理64个任务，但是目前应用程序最多有56个任务；⑦可确定性 (Affirmable)。μC/OS-Ⅱ系统服务的执行时间不依赖于应用程序任务的多少；⑧实用性和可靠性。许多的行业都有成功应用该实时内核的实例，这些应用的实践是该内核实用性和可靠性的最好证据。