汽车电子软件智能部署与可靠性算法研究

发布时间：2025-01-11 02:58

　　近年来,汽车电子技术已广泛应用于汽车工业的各个领域,为汽车安全、环保、节能以及智能化和信息化提供了重要的技术支持。为了适应市场需求,汽车电子控制单元(ECU)硬件结构已经非常复杂,而且运行在其上的应用软件不仅数量庞大,而且种类繁多。这对汽车电子软件的开发和系统集成提出了新的挑战。汽车电子软件系统属于安全关键领域,不仅要求系统功能正确,而且对系统的实时性和可靠性都有着非常高的要求。同时,汽车电子系统有着自己独特的软硬件结构,如分布式硬件拓扑结构、以构件为单位的应用程序以及拥有复杂时间属性的可运行实体等。因此,汽车电子系统受到分布式结构、总线负载、电子单元运算能力等诸多资源限制。在汽车电子软件系统集成的时候,不仅需要考虑在资源限制条件下各个软件组件的实时性,并且需要对系统可靠性做出整体评估。这对汽车电子系统集成提出了又一挑战。本论文针对汽车电子硬件拓扑结构和软件特点,分别对系统的硬件模型和软件模型做了形式化描述。然后,以符合AUTOSAR标准的汽车电子软件部署为研究对象,针对系统对实时性和运行效率方面的需求,提出了汽车电子分布式系统的软件集成和优化方法,并提出了系统可靠性评估方法。本论文主要...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 汽车电子配置工具
        1.2.2 汽车电子系统集成方法
    1.3 论文主要内容和贡献
    1.4 论文结构
第二章 汽车电子系统模型
    2.1 引言
    2.2 AUTOSAR标准介绍
        2.2.1 AUTOSAR简介
        2.2.2 AUTOSAR方法学及系统配置过程
    2.3 硬件模型
    2.4 软件模型
        2.4.1 构件定义
        2.4.2 构件间通信
        2.4.3 RTE事件
        2.4.4 任务定义
        2.4.5 多核结构ECU
    2.5 本章小结
第三章 一种近似最优的软件构件到ECU的智能部署方法
    3.1 引言
    3.2 相关工作
    3.3 问题描述
        3.3.1 数据通信量
        3.3.2 ECU负载
        3.3.3 问题定义
    3.4 构件到ECU的映射方法
        3.4.1 聚类过程
        3.4.2 自适应函数
        3.4.3 CAT算法伪代码及时间复杂度分析
    3.5 实验
        3.5.1 实验数据
        3.5.2 评估指标
        3.5.3 与启发式算法比较
        3.5.4 与穷举法比较
    3.6 本章小结
第四章 一种基于层次聚类的可运行体到任务的映射方法
    4.1 引言
    4.2 相关工作
    4.3 基本概念
        4.3.1 可运行实体之间的功能调用关系
        4.3.2 可运行实体之间的通信机制
        4.3.3 共享变量与任务周期
    4.4 问题描述
    4.5 可运行实体到任务的映射方法
        4.5.1 顺序触发
        4.5.2 共享数据
        4.5.3 数据通信
    4.6 实验
        4.6.1 汽车电子巡航控制系统
        4.6.2 人工合成构件集
    4.7 本章小结
第五章 基于可运行体调度策略的任务到多核ECU的映射方法
    5.1 引言
    5.2 相关工作
    5.3 基本概念
        5.3.1 多核结构下的可运行实体
        5.3.2 多核结构下的任务序列
        5.3.3 任务到多核ECU的映射流程
        5.3.4 任务在多核ECU上的调度分析
        5.3.5 可运行实体在调度表中的运行序列
    5.4 问题描述
    5.5 任务到多核ECU的映射方法
        5.5.1 基于一般调度策略的任务映射方法
        5.5.2 基于调度表的任务映射方法
    5.6 实验
        5.6.1 评估指标
        5.6.2 TMW算法在同构系统中的映射结果
        5.6.3 TMW算法在异构系统中的映射结果
        5.6.4 TMD算法的映射结果
    5.7 本章小结
第六章 基于错误场景的系统可靠性评估方法
    6.1 引言
    6.2 相关工作
    6.3 任务的可靠性模型
        6.3.1 故障模型
        6.3.2 错误管理
        6.3.3 系统可靠性指标
    6.4 可靠性分析方法
        6.4.1 错误向量
        6.4.2 容错情况下的可调度性分析
        6.4.3 错误场景
        6.4.4 可靠度计算
    6.5 实验
        6.5.1 实验数据
        6.5.2 故障率
        6.5.3 容错阈值
        6.5.4 任务数
    6.6 结论
第七章 全文总结及进一步的工作
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：4025829