面向车载终端的嵌入式可视化集成开发环境及其产业化推广可行性研究报告

南昌市重点科研与攻关项目可行性研究报告 项目名称 ： 面向 车载终端 的嵌入式可视化集成开发环境及其产业化推广 承担单位 ： 中兴 软件技术（南昌） 有限公司 地 址及邮 编 ： 南昌市高新区火炬大街 999号高新大厦北楼，邮编 330029 项目负责人 ： 葛文韬 财务负责人 ： 钟德红 单位负责人 ： 芦东昕 单位传真 ： 0791 8185900 联系人及电话 ： 龙承志8410 填报日期 ： 2006年 9月 20日 - I - 目 录 1 选题的必要性 . 1 1.1 项目所处技术领域产业政策 . 1 1.2 项目所处技术领域技术发展现状 . 2 1.3 项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用 . 12 1.4 项目目前进展情况 . 13 2 技术方案论述 . 14 2.1 项目创新点及达到的技术水平 . 14 2.1.1 项目创新点论述 . 14 2.1.2 项目完成时达到的技术水平 . 15 2.2 项目技术方案论述 . 16 2.2.1 项目主要研究内容概述 . 16 2.2.2 嵌入式 Linux 操作系统解决方案 . 18 2.2.3 可视化集成开发环境解决方案 . 22 2.2.4 标准构件库 . 25 2.2.5 车载信息终端产品及产品开发模式 . 26 2.3 项目技术质量指标 . 29 2.3.1 项目产品达到的主要技术性能指标 . 29 2.3.2 通过的国家相关行业许可认证 . 30 2.4 分阶段描述项目执行过程中各阶段目标 . 31 2.5 项目经费预算情况 . 32 2.5.1 项目投资总额 . 32 2.5.2 项目已完成投资、项目须新增投资及投资构成和投资预算 . 32 2.5.3 申请科技三项经费的使用预算 . 35 3 项目实施支撑条件 . 35 3.1 项目技术来源 知识产权 . 35 3.2 项目技术来源 技术积累 . 38 3.2.1 中兴在嵌入式系统方面的技术积累 . 38 3.2.2 中兴在 Linux 操作系统及集成开发环境方面的技术积累 . 38 - II - 3.2.3 中兴在手机终端及汽车电子方面的技术积累 . 39 3.3 已具备的产业化基础 . 40 3.3.1 863项目：面向通讯行业的嵌入式软件开发平台 . 40 3.3.2 信产部电子基金项目：智能手机 Linux 操作系统 . 41 3.4 项目实验、检测条件 . 42 3.4.1 中兴在嵌入式系统方面的实验平台 . 42 3.4.2 中兴在 Linux 操作系统及集成 开发环境方面的实验平台 . 42 3.4.3 中兴在手机终端及汽车电子方面的技术互通 . 42 3.4.4 充分利用已有的产业化基础 . 42 3.5 项目申请单位人才资源情况 . 43 4 项目预期经济效益 . 45 4.1 预期市场需求 . 45 4.2 预期盈利水平 . 48 一、项目形成的生产能力 . 48 二、采用量 -本 -利分析法，找出盈亏平衡点 . 50 三、预计年产量，品种，产值、利税 . 52 4.3 预期产业化前景 . 52 4.4 项目实施风险分析 . 53 5 项目预计社会效益、环境效益 . 54 5.1 项目经济和社会效益分析 . 54 5.2 对资源利用情况 . 55 5.3 对人才培养情况 . 55 5.4 环境影响及效益 . 56 6 附件 . 2 附件 1 中兴通讯对本项目的授权证明 . 2 附件 2 中兴软件配套资金承诺证明 . 3 附件 3 相关证书 . 4 - 1 - 1 选题的必要性 1.1 项目所处技术领域产业政策 进入 21世纪以来，国际汽车产业正在发生根本性的变化，突出表现为：全球汽车产销格局发生转变，美、欧、日等发达国家汽车需求增长趋缓，亚太、东欧、南美等新兴汽车市场增速趋快。国际跨国汽车集团 为适应这一变化，正在加紧自身结构调整，加快了汽车制造业向发展中国家转移步伐，专家预测 2015年发展中国家的汽车产量占全球的份额将由目前 25%增加到 48%，这种变化将为发展中国家的汽车工业带来发展机遇；市场竞争日趋激烈，营销理念不断更新，欧洲、美洲、亚洲成为支持汽车产业发展的三大市场，以中国为代表的亚洲更是市场争夺的重点；技术创新成为获得核心竞争力的关键，当前国际汽车市场竞争的实质就是技术创新能力的竞争，世界各大汽车公司已把主攻方向从规模效应转向以微电子技术和信息技术为代表的高新技术改造汽车工业，特别是汽车电 子技术将得到更快发展，汽车工业将全面进入汽车电子时代。 现代汽车技术与电子技术、信息技术融合在一起形成了汽车电子这个最具前景的新兴产业。汽车已经不再是简单的交通工具，而成为现代科技的载体和结晶。几乎所有的电子信息产品都可以应用于汽车整车，信息技术在汽车领域的深度应用，推动汽车发生革命性变化，汽车电子由此成为新的经济增长点之一，也极大地拓展了信息产业的发展空间，所以发展汽车电子是推动信息技术和产品革新的重要途径。随着我国汽车市场的快速发展和汽车电子价值含量的迅速提升，汽车电子产业将发挥巨大的经济规模效应，成为 我国国民经济发展的新兴支柱产业和新的经济增长点。 为了抢夺国内巨大的汽车电子市场，国家出台了大量的政策并采取切实措施对汽车电子行业进行大力扶持，目前汽车电子已经成为国家重点发展的产业。2004年 5月，国务院国家发展和改革委员会颁发了汽车产业政策，在该政策的技术政策部分明确规定 国家支持汽车电子产品的研发和生产，积极开展汽车电子产业，加速在汽车产品、销售物流和生产企业中运用电子信息技术，推动汽车产业发展 。几大部委将在全国选择几个有发展潜力的区域，成立 汽车电子全国计算平台 ，形成几大汽车电子产业基地，基地内 的企业享受国家相关优惠政策。 2 这些产业政策的实施，为本项目的产业化发展提供了一个良好的政策环境。 2004年 6月 1日国家出台了新的国家汽车产业政策、国家汽车电子发展规划，明确指出国家将支持汽车电子产品的研发和生产，积极发展汽车电子产业。 并且采取切实行动，在科技发展计划中进行了重点支持， 为我国汽车工业摆脱核心技术空心化 创造了条件和机遇。 1.2 项目所处技术领域技术发展现状 当前国际汽车市场上，汽车电子化竞争非常激烈，电子控制系统的应用十分普遍。统计数据表明，在国外著名汽车制造厂商中，每辆汽车平均消耗电子产品费用占整车的 30%左右，其中光微处理器多达 50多个，越是高档汽车电子化程度越高。汽车电子最显著特征是向控制系统化推进，用传感器、微处理器 MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统，正获得极其广泛的市场。 现在 我国汽车工业步入持续快速发展时期，并且随着能源、排放、安全法规的日趋严格和客户对汽车舒适性要求的不断提高，电子技术在汽车上的作用越来越重要。汽车的安全、节能、环保以及智能化和信息化是未来汽车的发展趋势。在汽车技术的发展进程中，汽车电子的作用尤为突出，是开发新车型、改进汽车性能最重要 的技术措施。汽车上 70%的创新来源于汽车电子，未来汽车电子的发展将主要集中在动力总成控制、底盘控制、车身控制、主动及被动安全、汽车网络、通信系统、安全与防盗等方面，并呈现出功能多样化、技术一体化、系统集成化和通信网络化的特点。 目前国内外已经有一些企业和科研院所进行了相关领域的研发，部分企业已经推出了相关产品，例如： 1、中国电子信息产业发展研究院 中国电子信息产业发展研究院承担的信息产业部 2004年电子发展基金的重点项目：“汽车计算平台技术框架和发展战略”。该项目的主要目标是建立具有自主知识产权的汽车计算 平台技术框架和标准体系，加大技术创新和产业化力度，提升我国汽车产业的技术竞争力。该项目根据现代信息和汽车技术智能化、网络化、信息化和集成化的发展趋势，在系统分析了汽车计算、控制功能及其实现途径的基础上，提出了汽车计算平台的技术体系框架，使整车的计算和控制实现了 3 系统一体化。 2、东软集团 2005年 6月 16日，东软集团联合阿尔派株式会社在大连发布了进军汽车 电子领域的战略。据介绍，东软和阿尔派合作了 15年，在车载音响领域积累了丰富的经验。这一次，东软董事长刘积仁宣布了更加雄心勃勃的计划，就是以汽车数字娱乐领域 的经验为基础，争取在 GPS定位等方面谋求突破，并逐步介入汽车电子信息系统其他领域。 嵌入式软件开发外包的机会将在未来很长一段时间内存在，这是刘积仁进军汽车电子领域的认识论基础。他告诉记者，中国具有丰富而廉价的人力资源，阿尔派选择东软这种国内的软件开发商，将极大地降低开发成本。而东软也在合作的过程中不断提高自己的研发能力，从基本的 Coding逐步转向程序整体设计。 3、飞思卡尔（ Freescale） 飞思卡尔汽车电子业务着重在汽车网络解决方案、驾驶员信息系统、轮胎压力监测系统、车身控制模块系统等解决方案架构。 因 MPC5500低成本、柔性化、定量化、高性能的架构，飞思卡尔将推广为动力总成和底盘应用，建立以 MPC5500为工业标准的平台。这也表明，半导体厂商已由单纯的元器件供应商向系统级解决方案供应商转变，以适应汽车电子市场模块化、系统化供货的需求。 另外 飞思卡尔携手 Metrowerks推进 Linux在汽车娱乐电子系统的应用，其硬件采用飞思卡尔面向汽车应用领域的 mobileGT架构和 Total5200开发平台，以Linux支持包 (BSP)对平台软件开发环境进行优化。 Metrowerks Linux BSP的特长在于 创建多种多样的联网汽车产品，集无线、图形、音频和 GPS技术等特性于一体。 4、 WindRiver 的汽车电子平台 成立于 1981 年的 Wind River Systems（ WRS）公司，目前是全球提供嵌入软件和服务的著名公司之一。 WRS 为各行业提供软件开发工具、实时操作系统、先进的连接手段，包括：电信、数据通讯、数码摄像、网络、医疗、计算机外设、汽车、工业测量和控制、航空等领域。汽车电子是 WRS 重点发展的战略领域之一， WSR 推出的汽车电子平台（ Platform AD： Platform for Automotive Devices）如图 1-2-1 所示，其发展规划如图 1-2-2 所示。 4 图 1-2-1 WindRiver 的汽车电子平台 图 1-2-2 WindRiver 汽车电子平台发展规划 WRS 的 Platform AD 的主要特点如下： 多操作系统支持策略，现时支持 VxWorks操作系统和 Linux操作系统； 支持各种主流 CPU，提供丰富的 BSP，如 PowerPC, SuperH, ARM, MIPS, Pentium, XScale、 Freescale MPC5200、 Renesas SH4 and SH4a、 SE SH7751R (Solution Engine) and SH 7770 (Lambic) 等； 可视的、集成的、有好的开发调试界面和丰富的工具； 高可靠性、良好的可裁剪性； 5 支持第三方合作伙伴的软件包。 迄今为止， WindRiver 与许多全球领先的汽车电子厂商都有成功合作，如BMW、 Bosch/Blaupunkt、 Daimler Chrysler、 Delphi、 GM、 Harman/Becker、 Hyundai、Magneti-Marelli、 Nissan、 Siemens VDO、 VW、 Audi、 Opel、 Xanavi、 Visteon等。 另外风河将进一步加速发展车载资讯娱乐系统和 telematics 标准，并以此推进 COMET (Community Enabling Telematics Objectives) 协作计划在欧洲的实施。作为车载设备和 telematics 中间件领域的业内领先公司， Wind River 为整个联盟提供了满足汽车市场需求的各种技术支持。通过与 COMET 计划中其他公司的紧密合作， Wind River 公司已经成为推动汽车工业发展进程中不可或缺的一股力量。 5、 Hopen 汽车电子平台 凯思昊鹏公司开发的 Hopen 汽车电子平台 是新一代的智能化的汽车移动应用平台。它以汽车为承载平台，融合了安全、通讯、资讯、娱乐、导航、办公、服务等多种功能，为汽车电子的发展，起到了巨大的推动作用。 Hopen汽车电子平台 实现的主要功能如下： 定位服务：汽车通过 GPS得到车辆当前的经纬度信息，然后从 GIS中心下载该地区范围的地理信息，并在终端上显示汽车的正确位置； 求助服务：当用户在车内遇到紧急情况时，可以用最快的方式向外界发出求助信号，通知有关人员或事故处理中心，实现快速救援； 事务助理：为汽车用户提供 一些便利的事务处理功能，主要包括个人助理和文件传输； 支持终端服务：可以远程登录到办公室或者家里的计算机上，在车载终端上访问计算机，进行远程办公，以及上网、收发邮件等； 信息娱乐服务：为汽车用户提供信息和娱乐服务，主要功能包括多媒体播放、移动梦网功能等； 提供汽车电子软 件系统应用程序开发工具（ SDK），用户可以通过互联网定制开机画面、屏幕保护、密码以及其他个性化设置； 运行平台： 软件 采用 LINUX操作系统、硬件采用 INTEL XSCALE。 尽管国内外已经有一些企业推出了针对汽车电子的一些软件产品，但在本领域的竞争主要是是标准之间的竞争，行业联盟之间的竞争，目前的竞争处在初期 6 阶段，整个市场处在一个快速发展期，远未达到饱和竞争状态。 为了在市场中赢得竞争优势，一些行业标准和行业联盟也随之出现，下面对其中主要的行业标准境进行简要介绍。 1、 OSEK/VDX 标准 OSEK/VDX是由欧洲汽车厂商和科研机构联合提出的一个项目，主要目标是定义用于汽车电子的 RTOS、软件接口、通信功能和网络管理等，对汽车电子软件开发平台作了较为全面的定义与规定，目前这一系列标准已被采纳为国际标准（ ISO17356）。 为了解决汽车中软件含 量增加、在操作系统和通信网络方面重复开发、软件工程师的效率不能满足高质量产品的要求等诸多问题，欧洲汽车行业在 20世纪 90年代提出了车内多控制单元的开放式分布控制标准 OSEK/VDX(Open System and Corresponding Interfaces for Automotive Electronics/Vehicle Distributed eXecutive)。其含义是汽车电子系统的开放平台和统一接口，主要包括操作系统 OS、通信COM、网络管理 NM和 OSEK实现语言 OIL等四个标准。这些标准 是欧洲汽车行业先进开发技术的总结，提供了将各种先进汽车电子设备有机集合在一起的网络化嵌入式系统的开发规范。 图 1-2-3 OSEK OS在 OSEK/VDX中的层次模型 OSEK/ VDX操作系统（ OS）定义了一个小的、可伸缩的实时操作系统 RTOS，对于存储容量有限和功能专用的嵌入式系统是非常理 想的。从运行在 8位微处理 7 器上的系统到运行在 32位处理器上的系统都可以使用这个 OS。 OSEK/ VDX的 OS可以对中断级、系统行为级和任务级 3个级别的事件进行处理。此外操作系统还提供了任务管理、调度、事件管理、内存资源管理、报警和出错处理等诸多功能。OS在 OSEK/VDX中的层次模型如图 1-2-3所示。 OSEK/VDX的通信 COM定义了一个应用程序内或者应用程序之间进行任务间或者处理器之间通信的接口和协议。该协议提供标准 API服务，每个标准都可以独立操作。通信力求独立于协议，并使其在任何环境下都能灵活运用。 与 COM一起最常用的网络硬件是控制器局域网（ CAN），它已成为工业标准网络协议，应用于汽车和工业领域。该规范并不排除其他网络协议，如以太网的 TCP/IP协议、点对点协议或者其他专用协议，并且在单一的 COM环境中，多个硬件网络标准可以混合使用。 COM规范定义了异步通信模型，应用程序在恢复运行之前不必等待消息，并且当它得不到请求的消息时，也不会被阻塞，消息的内容和使用方法与 COM无关。 OSEK/VDX网络管理规范定义了监控静态网络中节点的算法，提供了一个控制网络管理组件的应用程序接口 API，扩展了网络提供的状 态和配置信息。OSEK/VDX的 NM为网络监控提供了两种机制：一种是通过监控应用的消息进行间接监控；另一种是对于特定的网络管理利用标记机制进行直接监控。 OSEK NM的应用主要包括 OSEK/VDX NM 与应用程序的接口 (API)、节点监控的算法、OSEK/VDX NM 与 OSEK COM 的接口、转换到睡眠状态的算法、 OSEK/VDX NM 协议数据单元 (NMPDU)等。 另外，为了达到软件可移植的目标， OSEK OIL 规范提供一种在特定 CPU 中配置 OSEK 应用的机制。每个 CPU对应一个 OIL描述， 所有的 OSEK系统对象用OIL 对象来描述。 OSEK 应用的 OIL 描述是一组 OIL 对象的组合， CPU 是这些OIL 对象的容器。 OIL 明确地为每个 OIL 对象定义了所有标准属性。每个 OSEK应用可以定义附加的特殊执行属性和引用并限制每个属性的取值范围。 OIL文件可以是手写的或者是系统配置工具产生。 汽车工业 API 标准的出现是在开发时间和降低成本、提高软件质量和模块的可移植性上迈进了一大步。不同的一致类、不同的调度模式和静态配置的特征保证了 OSEK/ VDX OS 能广泛地运用在不同的场合，适用于不同 的硬件。目前已经有很多能提供符合 OSEK/ VDX 的操作系统供应商，如 WindRiver、 8 Motorola、 ETAS 、 Sysgo、 Accelerated Technologies 和 Realogy 都在推动 OSEK/ VDX 的发展和应用。我国已经将开发符合 OSEK/VDX 标准的汽车电子嵌入式软件平台及关键技术的研究列入 863计划的软件重大专项中，以清华、浙大等为代表的高校进行了前期的研究，与相关企业等合作的产品应用也已经基本成型，为实现符合 OSEK 标准的操作系统和平台的产业化打下了良好的基础。 2、 AutoSAR AutoSAR（ Automotive Open System Architecture，汽车开放系统架构）是由国际知名的几家汽车、电子和软件业界的主要厂商建立起来的行业组织，该团体由德国宝马、戴姆勒 克莱斯勒及罗伯特 博世等公司于 2003 年 7 月设立。其宗旨是为了规范汽车电子产品、软件和元器件的互通性，为汽车电子控制系统软件接口和软件模块制订标准。其标准就是 AutoSAR(AutoSAR 软件架构见图1-2-4)，主要目标是：确立汽车厂商及 ECU 厂商开发软件所需的通用基础、统一汽车业界软件部件间 的界面等。以此提高以 ECU 为开端的软件开发效率、使更新更为容易。 图 1-2-4 AutoSAR软件架构 目前， AUTOSAR 的核心成员共有 9 家公司，分别是宝马、罗伯特 博世、德国大陆、戴姆勒 克莱斯勒、美国福特、法国标致 雪铁龙、德国西门子 VDO、 9 丰田汽车及德国大众。起初， AutoSAR 致力于通过集成诸如操作系统、总线技术、通信层、硬件抽象层、 API(应用编程接口 )和标准库功能等元素对基本的系统功能进行标准化。连接这些元素的 粘合剂 是 AutoSar RTE(运行时间环境 )。AutoSAR RTE 属于 软件层，它负责管理各种不同服务和底层硬件的标准软件接口。这些软件接口是特定设备软件组件的主要组成部分。 按照 RTE 的定义， RTE 是一种虚拟功能总线，它起到通信中心的作用，ECU 之间所有的信息交换都在 RTE 中进行。 RTE 建立在提供诸如操作系统和网络通信等服务的基本软件层之上。通过标准外围控制器抽象层 (SPAL)，这一基本的软件层实现了对硬件的抽象化。其中， SPAL 包含了微控制器、存储器和输入输出接口的标准驱动程序。此外，通过特定设备抽象层， SPAL 和底层的 ECU 可以互相通信。这里的特定设备抽象层包含了外部设备 的驱动程序，并提供了 API(应用编程接口 )从而实现对设备及其外围的访问。一系列可以直接访问微控制器资源的复杂的驱动程序，如外围控制处理器和定时处理器单元，还可以检测传感器的性能以及实现对执行器的控制，包括诸如燃料喷射器之类的对时间要求严格的模块。 汽车制造商面临的其它严峻的挑战包括减少分布式微控制器的数量。根据模拟器件公司的 Steyerl 提供的数据，包含所有附加功能的最新的宝马 5 系列车型拥有 95 个 ECU，其中，每个 ECU 至少包含一个微控制器。应用更集成化的架构和更多的功能强大的芯片有望简化整个系统并大大减少 嵌入式处理器的数量，从而可以降低成本并改善可靠性。 3、 Telematics Telematics 是目前汽车电子行业蕴涵巨大商机的一种具有代表性的前沿技术。简单的说， Telematics 就是指应用无线通信技术的车载电脑系统。 Telematics是远距离通信的电信（ Telecommunication）和信息科学（ Informatics）的合成词，按字面可定义为通过内置在汽车、航空、船舶、火车等运输工具上的计算机系统、无线通信技术、卫星导航装置、交换文字、语音等信息的互联网技术而提供信息的服务系统。 Telematics 目前主要应用在车载系统上，而最早是想通过提高互联网上信息的传播效率，改善有关业务或政府有关的公共服务。因此， Telematics 基本上可以认为是计算机与无线通信技术的综合产物。根据使用目的不同，可分为三种基本类型，即交通信息与导航服务、安全驾驶与车辆保护及故障诊断的车辆维护服务、娱乐及通信服务。为达到上述功能，同时也需要提供全球定位系统技术、地理信息系统（ GIS:Geo-graphic Information System）、智能型交通系 10 统（ ITS:Intelligent Transport Systems）技术。 除了目前已有的车载音响、车载电话等常用功能，它还可提供卫星定位、卫星导航、无线 PDA 上网、网络游戏、在线电视等等先进业务，功能非常强大。汽车行驶当中出现故障时，通过无线通信连接服务中心；通过终端机接收邮件并查看交通地图，在后座还可以玩网络电子游戏。内置在发动机上的计算机记录汽车主要部件的状态，并随时为维修人员提供准确的故障位置和原因。 目前，整个国际汽车行业一片繁荣，作为行业技术引领者的美国、欧洲、日本、韩国等国家都以推出具有类似功能的汽车，专业机构分析，市场前景广阔。 4、 汽车总线协议 目前汽车上普遍采用的汽车网络有：局部互联协议 LIN（ Local Interconnect Portocol）、控制区域网 CAN（ Cortroller area network 或称现场控制总线）。正在发展中的汽车网络技术还有高速容错网络协议 FlexRay，用于汽车多媒体和导航的 MOST。 图 1-2-5 主要汽车总线协议对比 图 1-2-5 是几种主要汽车总结协议的对比，下面分别对上述协议进行简单介绍： 1） LIN LIN（ Local Interconnect Protocol）是一种低成本的串行通讯网络协议，采用单个主控制器 /多个从设备的模式，在主从设备之间只需要一根 12V 的信号线。 最高传输速率可达 20Kbps,典型的 LIN 网络的节点数可以达到 12 个。以门窗控制为例，在车门上有门锁、车窗玻璃开关、车窗升降电机、操作按钮等，只需要一个 LIN 网络就可以满足要求。而通过 CAN 网关， LIN 网络还可以和 11 汽车其他系统进行信息交换，实现更丰富的功能。例如中控、安全等。 LIN 的主从式结构不会因为一个从设备的故障而破坏整个网络。目前 LIN 已经成为国际标准，被多数整车厂商和配件厂商所接受。 2） CAN CAN（ Controller Area Network）是目前使用最广泛的一种汽车网络，从 10万元以下的国产赛弗到过百万的奔驰都不同程度的使用了 CAN。有统计显示，2000 年全球 CAN 节点的销售超过了 1 亿个节点。 CAN 总线是一种多主方式的串行通讯总线，最高速率可以达到 1Mbps，有很高的抗干扰能力。连接于各 个ECU 之间的 CAN 总线实际上是由 CAN 控制器、收发器和一对双绞线构成。CAN 总线控制器可以捡出各种错误并可以让出错的单元退出总线，另外 CAN总线还有优先级控制可以满足实时通讯。在一辆汽车里通常有两条或三条独立的 CAN 总线，速度低于 125Kbps 的 CAN 总线通常用于非关键实时的 舒适系统 ，例如天窗、座椅、门窗、空调和前后灯。一般而言这些系统会先就近连成一个 LIN 网络，然后通过网关与 CAN 总线相连。低速 CAN 总线有自动休眠功能，总线可以让没有操作的节点进入节电模式，在需要的时候再由总线唤醒。高速总线的速度可 以达到 500Kbps 甚至 1Mbps，主要用于关键实时系统，例如引擎管理、防抱死系统、巡航系统、底盘系统等。高速 CAN 和低速 CAN 通过网关连接在一起构成整个汽车网络，通常这些网关设在仪表盘。 3） FlexRay X BY WIRE 是未来汽车的发展方向，简单得说就是线控操作。该技术来源于飞机制造，基本思想就是用电子控制系统代替机械控制系统，减轻重量提高可靠性。其中 X 是指油门、制动、方向等操作，例如电子油门、电子制动、电子方向控制等等。由于整个设计思想涉及动力、制动、方向控制等关键功能，对汽车网络也就提出了不同要求。 目前存在相互竞争的几种网络技术，比如时间触发网络协议 TTP（ Time triggered protocol）和高速容错网络 FlexRay。 其中 FlexRay 得到众多实力厂商例如宝马、大众通用支持，最近包括丰田、日产、本田等一些亚洲汽车厂商也加入了 FlexRay 标准组织，使之有可能成为事实标准。 FlexRay 设计主要要满足两方面的要求：首先是可靠性要求。因此FlexRay 采用冗余备份的办法，分别由两条总线和两个网络控制单元构成一个完整网络，每个 ECU 分别和两条总线相连，正常情况下可以利用双通道进行数据传递， 当其中一个网络发生故障时也可以由另一个备份网络承担通讯任务。其次 FlexRay 还必须满足速率要求，发动机、制动和方向等控制有很强的实时 12 特性，必须有很高的数据传输速率才能满足。 FlexRay 采用时分多路访问技术（ TDMA），将总线划分成很多时隙，各设备按照优先级占用不同的时隙实现对总线的复用。同时 FlexRay 支持星型连接和总线连接，对高速设备可以采用点对点方式与 FlexRay 总线控制器连接，构称星型结构；对低速网络可以采用类似 CAN 总线的方式连接。 4） MOST MOST（ Media Oriented Systems Transport）合作组由汽车制造商、视听设备制造商、系统架构师以及核心构件提供商等合作建立。他们共同定义和采纳了一组多媒体网络协议和应用对象模型。 BMW, DaimlerChrysler, Harman/Becker和 SMSC 在 1998 年创建了 MOST 合作组，以对 MOST 技术进行标准化工作。合作组代表了成员们的共同利益。协调成员间的工作，以便使 MOST 成为 ISO，SAE， ITS,AMI-C 等组织批准的车载多媒体标准。 MOST 合作组负责开发和推广 MOST 技术。不仅制定了光纤接口和连接器规范，也发 布了网络和应用的 MOST 平台规范。此外， MOST 合作组定义了流模型和相关类（例如具有输入输出功能的带数据的声音处理对象）、设备类（例如媒体和通信设备）等相关规范。合作组还发布了应用层的功能目录（例如媒体播放器、收音机、浏览系统等），并提供了通过网络服务和事例实现而定义的基本网管。定义了音频、视频，数字网络和通信、高速包传输协议等设备的驱动。 MOST采用了先进的软件思想和方法学，对基于汽车内的车载多媒体传输提供了统一的解决方案。就协议发展的本身而言， MOST和 CAN、 LIN、 FlexRay等协议一道，构成了 针对不同问题的有机总线解决方案的整体。而 MOST同时，由于其针对问题与其他三个总线标准的问题存在一定差异，也就表现出了一定的独立性。而这样的独立性，由于其技术上 OO方法学的支持，具有较强的包容性。同时，业务目标相对单一，直接得到产业界的支持，和 D2B与 1394比较起来，能够维持较长的时间，成为汽车多媒体方面的主导标准。 1.3 项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用 针对汽车电子行业对提高开发效率，缩短产品开发周期的需求，研制一种 13 支持用户进行可视化系统开发的系统开发界面，该开发界面采用所见即所得的设计思想，为 开发提供了快速开发系统的手段。本项目建设的重点就是研制开发面向汽车电子的嵌入式可视化集成开发环境（ IDE），该 IDE 可以运行在包括windows 在内的多种操作系统环境下，并提供一致的图形接口和人机界面，所有的开发工具都适用于开发不同类型的汽车电子产品。 本项目将彻底改变上述汽车电子开发中存在的问题。 本项目的 技术先进性体现在 ： 1) 提供适用不同汽车电子产品的、安全可信的嵌入式实时操作系统内核； 2) 通过提供可视化的 IDE 开发环境、交叉编译环境、最小运行系统、应用程序框架、多操作系统支持、多硬件平台支持等功能 ，使研发人员能快速、灵活地开发各种汽车电子产品； 3) 规范了 LINUX BSP 的开发，通过制订统一的 LINUX BSP 标准，来最大限度的重用代码、减少 BSP 开发时间； 4) 操作系统支撑系统提供了对 Vxworks、 pSos、 OSEK、 Windows 及 Linux的支持，规范了应用软件的架构设计，使得原有的应用软件可以无缝从一种RTOS 移植到另外一种操作系统； 5) 创新地设计了面向汽车电子的层次化、模块化集成开发环境，形成大平台小产品的开发模式，该 IDE 具有良好的可配置、可裁减性和可扩展性，有效地提高了产品 的市场竞争力； 6) 支持 Kernel 源代码级的调试和应用程序源代码级的调试，且通过提供WINDOWS 环境下的集成环境，方便了基于 Linux、 VxWorks 等嵌入式操作系统的应用程序开发调试。 该项目完成后，将在汽车电子核心技术之一的嵌入式操作系统及其集成开发环境等方面全面突破，并形成具有完全自主知识产权的软件产品。基于这些软件产品，结合国内整车制造厂在汽车电子上的技术积累以及中兴通讯等设备厂商在网络、终端等产品上的优势，将能够快速地推出具有自主知识产权的汽车电子产品，从而打破国外公司在这个领域上的垄断地位 ，扩大国内厂商在汽车电子市场上的份额，并带来了良好的社会经济效益。 1.4 项目目前进展情况 嵌入式 Linux 操作系统在车载电子系统，如车载信息终端、车载多媒体设 14 备、车载导航系统、行车记录仪、车载网络系统等方面具有非常大的应用空间。ZTE Embsys是中兴通讯在 Linux 的基础之上开发的一整套嵌入式系统解决方案，其最大的特点在于保留了 Linux 操作系统兼容性、可移植性、可扩展性的前提下，实现了硬实时的用户任务支持，并提供 OS 支撑系统（ OSS）调试跟踪工具、集成开发环境、通用组件等丰富的支持。 ZTE Embsys系统部分由 Klib-C模块、 KTH 库模块和 Embsys 内核组成，其中 KLIB-C 模块提供基本的 Libc-C库函数的支持； KTH 模块提供内核线程管理、信号量管理、对象管理、日志机制和内存管理功能，并提供基于内核的 Shell，以方便对应用的调试； ZTE Embsys内核管理硬件并提供系统服务支持。另外 ZTE Embsys还实现了以下功能： 支撑子系统：包括操作系统适配软件模块、调度管理软件模块、进程通信软件模块、内存管理软件模块、定时管理软件模块、文件系统软件模块、异常处理软件模块、系统监控软件模块、分级 打印软件模块、命令行软件模块等功能； 集成开发环境：提供对实时 Linux 内核以及构建在其上的应用程序的调试功能，并提供图形化的调试开发环境； 通用组件：提供嵌入式内存数据库等通用组件； 自动测试工具子系统：提供基于消息的自动测试功能，可以通过 TCL脚本设计测试用例，并分析返回的消息； 到目前为止， ZTE Embsys系统已经成功运用在电信系统设备和终端设备上，包括 ZXR10 T64 高端路由器、 CDMA 2000 1X 基站系统、 ZXA10 ADSL Modem、高端智能手机 E3 等。 2 技术方案论述 2.1 项目 创新点及达到的技术水平 2.1.1 项目创新点论述 本项目 的主要创新点包括 ： 1) 提供适用不同汽车电子产品的、安全可信的嵌入式实时操作系统内核； 15 2) 通过提供可视化的 IDE 开发环境、交叉编译环境、最小运行系统、应用程序框架、多操作系统支持、多硬件平台支持等功能，使研发人员能快速、灵活地开发各种汽车电子产品； 3) 规范了 LINUX BSP 的开发，通过制订统一的 LINUX BSP 标准，来最大限度的重用代码、减少 BSP 开发时间； 4) 操作系统支撑系统提供了对 Vxworks、 pSos、 OSEK、 Windows 及 Linux的支持，规范了应用软件的架构设计，使得原有的应用软件可以无缝从一种RTOS 移植到另外一种操作系统； 5) 创新地设计了面向汽车电子的层次化、模块化集成开发环境，形成大平台