面向汽车电子微控制器MPC563xM的应用基础研究

摘要

汽车电子技术的快速发展带来了汽车领域的革新,使汽车越来越智能化,汽车电子技术的研究在整车研发工作中的占比也不断增加。目前,面向汽车电子的微控制器应用主要集中在动力系统、车身控制、底盘安全系统等,面向汽车电子的应用处理器主要集中在辅助驾驶系统、车载多媒体应用以及仪表板系统等。面向动力系统的微控制器系统开发技术是汽车电子领域的核心技术之一,也是汽车电子值得深入研究的重要方向。
　　2012年飞思卡尔推出基于Power Architecture内核MPC563xM系列高性能微控制器,面向汽车动力总成控制系统,可工作在-40℃~150℃,电磁兼容性好,FlexRay技术将CAN、LIN、大容量闪存和DSP运算单元集成到微控制器中,更重要是解决了成本控制问题。然而该系列微控制器在国内汽车动力总成控制方面相关应用研究较少,本课题就是在此背景下,受飞思卡尔委托,基于该系列微控制器的软硬件架构、底层驱动、RTOS的应用框架等内容进行相关应用基础研究。
　　本文通过分析动力总成控制系统构成与系统要求,提出一种基于该微控制器应用的MPC-EPCS模型开发方法,包括主控系统硬件模型、底层驱动构件模型和软件工程开发框架模型。(1)主控系统硬件模型:通过抽象出硬件核心构件、中间构件和终端构件,设计出 MPC-EPCS主控系统硬件板;(2)底层驱动构件模型:通过抽象微控制器模块相同特性与不同特性实现驱动模块的设计;(3)软件工程开发框架模型:通过逐级抽象实现符合汽车嵌入式系统开发的SD-MQX软件分层框架,将MQX实时操作系统构件化,实现了无操作系统与有操作系统软件框架的统一;最后对所建立的模型进行了多任务测试。测试表明,MPC-EPCS开发模型具备很好的可靠性、稳定性、实时性与可开发性。需要说明的是该开发方法不仅适用于面向汽车电子动力总成微控制器领域,且同样适合要求较高的工控应用领域,为开发人员提供设计参考。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 课题工作内容

1.3 论文结构安排

第2章 MPC-EPCS的开发模型分析

2.1 开发模型总体设计要求与方案

2.2 开发模型的软硬件设计规范

2.3 开发模型的设计流程

2.4 本章小结

第3章 MPC-EPCS的主控系统硬件设计

3.1 电源模块设计

3.2 MPC5634M微控制器最小系统设计

3.3 通信接口模块设计

3.4 扩展接口模块设计

3.5 Qorivva JTAG调试器

3.6 硬件测试

3.7 本章小结

第4章 MPC-EPCS的底层驱动构件设计

4.1 启动模块设计

4.2 GPIO模块构件设计

4.3 eSCI模块构件设计

4.4 eQADC模块构件设计

4.5 本章小结

第5章 MPC-EPCS的软件工程开发框架设计

5.1 软件工程开发框架设计

5.2 MQX实时操作系统分析移植

5.3 本章小结

第6章 MPC-EPCS的测试实例

6.1 任务设计

6.2 驱动构件加载

6.3 任务加载

6.4 任务测试调度分析

6.5 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 总 结

7.2 展 望

参考文献

公开发表的论文及研究成果

附录A 底层驱动构件列表

附录B 实例代码

附录C 显示界面

致谢