Autosar是國際成熟車廠普遍使用的汽車開放系統(tǒng)架構，汽車零部件廠商需要開發(fā)符合Autosar要求的系統(tǒng)，以便進入主流車廠的供應鏈體系，而該系統(tǒng)則需要從芯片層面、軟件層面乃至工具鏈層面等一系列的配套支持。

 

英飛凌作為全球領先的汽車半導體供應商，在Autosar方面積累了豐富的經驗。在該電機控制器原型機中，英飛凌提供的Aurix系列單片機的MCAL Drivers: MC-ISAR(MicroController Infineon Software ARchitecture)底層代碼，為同濟大學中德學院的開發(fā)提供了有力支持。此外，Aurix產品家族性能優(yōu)勢顯著，數(shù)據(jù)處理能力可達1300DMips，并具備8兆flash和640kB SRAM，可滿足苛刻條件下的高速穩(wěn)定數(shù)據(jù)處理要求。針對目前功能安全ISO26262標準，Aurix可幫助客戶在系統(tǒng)應用中達到ASIL-D最高等級。同時，Aurix具有豐富的外設，可滿足不斷增長的車內網(wǎng)絡架構需求，從512kB到8MB的flash范圍，從TQFP80到LFBGA516各種封裝，全面的產品家族可配合客戶的不同應用和開發(fā)兼容性。

 

該項目的四方合作主要是為國內知名電動汽車零部件廠家上海大郡動力控制技術有限公司探索開發(fā)符合AUTOSAR 4.0.3規(guī)范的電機控制器基礎軟件和部分應用層軟件。同濟大學中德學院設計了基于英飛凌Aurix系列TC275單片機和TLF35584芯片的電機控制板的硬件電路，基于維克多多核OS的概念規(guī)劃了多個任務、CAT1和CAT2中斷，并合理地分配到TC275的多個內核中，在保證多核之間數(shù)據(jù)可靠交互的情況下，充分發(fā)揮TC275多核CPU的優(yōu)點，使電機控制更安全更穩(wěn)定。

 

圖1：電機控制器硬件系統(tǒng)

 

其次，同濟大學中德學院利用維克多 DaVinci Developer工具設計出RTE軟件架構，包含所有的應用層SWC框架及其所包含的Runnables和接口變量等。利用MATLAB/Simulink工具開發(fā)功能完整的SWC模型，包含各種故障診斷模塊和電機控制算法模塊。在MIL/SIL/PIL測試驗證之后，利用代碼自動生成技術將Simulink模型轉換為SWC源代碼。同時，設計中利用英飛凌MCAL配置工具和維克多 DaVinci Configurator對MCAL、ECU抽象層、服務層等進行合理配置，開發(fā)出符合AUTOSAR規(guī)范的基礎軟件（BSW）。根據(jù)不同應用需求，可以靈活地增減BSW模塊。通過對BSW的標準化能夠把硬件從軟件中抽象出來，提升了應用層軟件可重復利用率，大大提高了應用軟件工程師的開發(fā)效率。最后，對基礎軟件和應用層軟件進行集成，實現(xiàn)了穩(wěn)定可靠的電機轉矩控制，電機相電流波形如下：

 

圖2：電機相電流波形

 

圖3： 同濟與大郡共同測試和驗證電機控制器軟件

 

此外，上海大郡動力控制技術有限公司及同濟大學還榮獲了國家重點研發(fā)計劃（2016~2020年度）“電機驅動控制器功率密度倍增技術（重大共性關鍵技術類）”資助，將與英飛凌、維克多進一步展開深度合作，在當前英飛凌Aurix TC275硬件平臺和維克多 AUTOSAR 4.0.3軟件平臺的基礎上，引入ISO26262規(guī)范的設計流程，針對汽車廠商提出的功能安全目標，在系統(tǒng)、硬件和軟件的設計中加入功能安全機制，開發(fā)符合ASIL-C等級的電機控制器，并計劃在2019年實現(xiàn)電機控制器的批量生產。