符合OSEK的汽车实时操作系统研究

摘要

随着电子及计算机技术在汽车上的广泛应用，高档汽车上微处理器的数量已超过70个，汽车已进入智能化时代。欧洲汽车工业界提出了OSEK/VDX标准，该标准打破了世界汽车行业封闭的软件开发模式，满足了日益复杂的汽车电子控制软件的开发需要，实现了应用软件的可移植性和不同厂商控制模块间的可兼容性。
　　 本文介绍了OSEK/VDX标准，重点分析了此标准的操作系统模块OSEK OS规范。然后分析了嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ的内核，主要分析了此操作系统的任务管理和任务间的通讯和同步机制。
　　 本文的重点是根据OSEK OS规范，对uC/OS-Ⅱ进行改进，具体改进如下：
　　 （1）根据OSEK OS的定义，数值0被定义为任务的最低优先级，较大的数值代表了更高的优先级。而uC/OS-Ⅱ与此规定相反，较大数值的任务优先级较低，数值0被定义为最高优先级。为了使改进后的系统符合OSEK OS规范，需要改进操作系统内核的优先级判定方法；
　　 （2）在uC/OS-Ⅱ中，同一优先级有且只有一个任务，即不支持同一优先级多个任务；而OSEK OS规范定义的符合性类BCC2和ECC2，则规定同一优先级应支持多个任务，且同优先级任务按FIFO的顺序进行调度。因此，需要改进此操作系统的任务管理机制；
　　 （3）OSEK OS规范提出使用优先级上限协议来解决出现的优先级反转问题，需要改进uC/OS-Ⅱ，使其支持OSEK OS规定的优先级上限协议。
　　 最后，在X86平台上对uC/OS-Ⅱ内核的改进进行了测试，并分析了结果，测试内容如下：
　　 （1）测试改进后的操作系统的任务优先级判定方法的正确性；
　　 （2）测试改进后的操作系统是否支持同优先级多任务，在同一优先级中的多个任务是否按FIFO顺序执行。
　　 （3）测试是否支持OSEK OS规范规定的优先级上限协议。测试结果验证了以上改进的正确性。