基于OSEK标准的嵌入式RX850 *** 作系统设计_技术

引言

随着国内汽车电子产业的不断升级和研发投入的不断加大，国内生产的汽车电子，如简单的ECU已经越来越普及，应用于车载音响、仪表、车身控制BCM、动力转向EPS等。越来越多的企业将精力投入到比较复杂的控制领域，比如发动机控制，防抱死系统（ABS）等，对于这些逻辑复杂、实时性和安全性高的控制任务，传统的前后台系统模式非实时处理的弊端就越来越呈现出来，这就势必需要用到实时 *** 作系统来管理这些任务。

OSEK标准是1993年德国汽车工业界联合推出的，“汽车电子的开放式系统及接口软件规范”，即OSEK（Open System and the Corres-ponding 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。当前OSEK标准已经成为汽车电子软件开发领域中的通用标准，旨在增强软件代码安全性、移植性，减少软件开发周期。

目前，市场上通用的开源RTOS有很多，比如μC／OS-Ⅱ，FreeRTOS，Linux-2．6等，但是这些核多半是用于通用领域或者安全性要求不太高的领域，如果将这些移植到汽车电子动力安全控制领域，是不太合适的；而且，这些核本身不是基于OSEK标准，如果引入OSEK标准，无疑加大了内核移植的难度。NEC电子的实时 *** 作系统RX850是一款基于OSEK标准的汽车级专用RTOS，其内核的实时性已经得到第三方的专业测试。它已经被移植到了NEC芯片的集成开发环境PM Plus和Green Hills，客户只需要在IDE（Integrated Develop Environment）中编写脚本文件来配置RTOS即可通过编译，使得客户从底层驱动编写到RTOS任务调度轻松实现“无缝结合”，大大缩短了RTOS移植的开发周期。本文建立了基于NEC电子32位车身专用芯片V850／Fx3的软件平台，并介绍了如何实现RX850 *** 作系统的配置，以发动机控制模块为控制模型来实现多任务的实时调度，最后通过软仿工具来分析该内核的效率和任务调度的实时性。

1 系统平台介绍

本系统采用NEC电子的32位车身专用芯片V850／Fx3系列，V850是NEC电子的32位微处理器核，5级流水线控制，内部32个32位寄存器，乘法／除法指令，数据空间支持最大4 GB线性寻址能力，代码空间支持64 MB线性寻址能力，内部1 MB的codeFLASH，60 KB的RAM空间，32 KB的data FLASH用作E2PROM模拟。

基于OSEK标准的RX850实时 *** 作系统符合以下标准： *** 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。

相应地，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。

2 RX850内核配置

由于RX850已经被嵌入到IDE，因此用户直接编写内核脚本文件即可，下面介绍如何来配置内核。

（1）系统时钟设置

clkhdr INTTMOEQ0 ／／选定TImerM为时间片中断源

（2）堆栈设置

RX850的堆栈分为系统堆栈和任务堆栈。

POOL0功能：系统基本表信息、准备队列、每个管理块、任务堆栈、中断句柄堆栈（系统堆栈）、可变长度内存、不变长度内存。

POOL1功能：任务堆栈、中断句柄堆栈（系统堆栈）、可变长度内存、不变长度内存。

POOL0和POOL1都可以作为任务堆栈，即使没有POOL1也可以。配置如下：

（7）中断设置

RX850的中断分为直接中断和间接中断两种，直接中断是不受RX850制约的中断句柄，理论上接近硬件中断的速度，其缺点是需要用户自己写中断处理句柄，包括：寄存器压栈；换向，跳转到中断句柄的开始；调用系统命令；返回到调度。间接中断的中断句柄在RX850的中断预处理后才被启动，优点是简化了句柄处理过程，缺点是由于RX850的预处理降低了速度，其处理过程如图1所示。