面向汽车电子嵌入式领域的运行时环境中间件——SmartRTE

摘要

随着汽车电子产业的不断发展，目前汽车电子嵌入式系统的规模越来越大、复杂程度越来越高、开发维护成本也越来越高。为了应对这样的问题，通过降低软件组件之间的耦合度、提高软件组件的复用度来促进产业内的分工合作、提高系统可靠性成为产业界的共同努力方向。AUTOSAR标准正是这一努力的结果。虚拟功能总线和运行时环境中间件概念是该标准的核心内容，本文针对汽车电子嵌入式领域的产业特点，参考AUTOSAR标准，对运行时环境中间件的基本概念进行了分析，对其实现方法进行了研究，设计和实现了一套面向汽车电子嵌入式领域的运行时环境中间件--SmartRTE。 本文的主要工作总结为以下几个方面： 1）设计了SmartRTE的系统模型，定义了SmartRTE的基本概念和使用流程； 2）设计了SmartRTE的软件组件和系统描述文件模板，通过一个XML Shema格式的模板定义文件，规定了用户向SmartRTE提供的软件组件和系统描述XML文件所需要遵循的语法和语义； 3)设计了SmartRTE运行期机制，规定了运行时环境中间件在硬件平台实现其功能、执行相关操作时的机制； 4)设计了SmartRTE代码生成器，可以根据用户提供的软件组件和系统描述文件生成用于软件组件编译的含有运行时环境中间编程接口声明的头文件以及运行时环境中间件运行代码文件。

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论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究基础与现状

1.3研究目的

1.4本文结构

1.5本章小结

第2章运行时环境中间件的技术基础

2.1 AUTOSAR基本方法

2.2 XML Schema语义

2.3本章小结

第3章运行时环境中间件SmartRTE的框架

3.1 SmartRTE的系统模型

3.1.1 SmartRTE的软件组件

3.1.2 SmartRTE的组件接口

3.1.3 SmartRTE组件内部行为

3.2 SmartRTE的系统设计

3.2.1 SmartRTE软件组件及系统描述文件模板

3.2.2 SmartRTE的运行期机制

3.2.3 SmartRTE代码生成器

3.3本章小结

第4章SmartRTE的描述文件模板

4.1描述文件模板整体设计和基本技术

4.1.1元素类型命名、元素标识和引用方法

4.1.2元素类型继承关系的实现

4.1.3整体结构设计

4.2接口元素类型定义

4.2.1发送-接收接口元素类型定义

4.2.2客户端-服务器接口元素类型定义

4.3组件元素类型和集合元素类型定义

4.3.1组件定义

4.3.2集合定义

4.3.3应用软件组件元素类型定义

4.4内部行为元素类型定义

4.5本章小结

第5章SmartRTE的运行期机制

5.1运行期机制数据结构

5.1.1组件数据结构体

5.1.2端口数据结构体

5.1.3实例句柄类型

5.2调用层次和时序设计

5.2.1发送-接收接口时序设计

5.2.2客户端-服务器接口时序设计

5.3本章小结

第6章SmartRTE的代码生成器

6.1 SmartRTE代码文件结构

6.2文件操作类设计

6.3描述文件元素类设计

6.4操作过程

6.5本章小结

第7章SmartRTE的测试、扩展与应用

7.1测试

7.1.1测试案例准备

7.1.2测试环境搭建

7.1.3测试结果

7.2扩展

7.3应用

7.4本章小结

第8章工作总结与展望

8.1本文工作总结

8.2未来工作展望

附录

参考文献

作者简介

致谢