Autosar是國際成熟車(chē)廠(chǎng)普遍使用的汽車(chē)開(kāi)放系統架構，汽車(chē)零部件廠(chǎng)商需要開(kāi)發(fā)符合Autosar要求的系統，以便進(jìn)入主流車(chē)廠(chǎng)的供應鏈體系，而該系統則需要從芯片層面、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(lǐng)先的汽車(chē)半導體供應商，在A(yíng)utosar方面積累了豐富的經(jīng)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(xué)中德學(xué)院的開(kāi)發(fā)提供了有力支持。此外，Aurix產(chǎn)品家族性能優(yōu)勢顯著(zhù)，數據處理能力可達1300DMips，并具備8兆flash和640kB SRAM，可滿(mǎn)足苛刻條件下的高速穩定數據處理要求。針對目前功能安全ISO26262標準，Aurix可幫助客戶(hù)在系統應用中達到ASIL-D最高等級。同時(shí)，Aurix具有豐富的外設，可滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的車(chē)內網(wǎng)絡(luò )架構需求，從512kB到8MB的flash范圍，從TQFP80到LFBGA516各種封裝，全面的產(chǎn)品家族可配合客戶(hù)的不同應用和開(kāi)發(fā)兼容性。

 

該項目的四方合作主要是為國內知名電動(dòng)汽車(chē)零部件廠(chǎng)家上海大郡動(dòng)力控制技術(shù)有限公司探索開(kāi)發(fā)符合AUTOSAR 4.0.3規范的電機控制器基礎軟件和部分應用層軟件。同濟大學(xué)中德學(xué)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的概念規劃了多個(gè)任務(wù)、CAT1和CAT2中斷，并合理地分配到TC275的多個(gè)內核中，在保證多核之間數據可靠交互的情況下，充分發(fā)揮TC275多核CPU的優(yōu)點(diǎn)，使電機控制更安全更穩定。

 

圖1：電機控制器硬件系統

 

其次，同濟大學(xué)中德學(xué)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(kāi)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(dòng)生成技術(shù)將Simulink模型轉換為SWC源代碼。同時(shí)，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(wù)層等進(jìn)行合理配置，開(kāi)發(fā)出符合AUTOSAR規范的基礎軟件（BSW）。根據不同應用需求，可以靈活地增減BSW模塊。通過(guò)對BSW的標準化能夠把硬件從軟件中抽象出來(lái)，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(kāi)發(fā)效率。最后，對基礎軟件和應用層軟件進(jìn)行集成，實(shí)現了穩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(dòng)力控制技術(shù)有限公司及同濟大學(xué)還榮獲了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2016~2020年度）“電機驅動(dòng)控制器功率密度倍增技術(shù)（重大共性關(guān)鍵技術(shù)類(lèi)）”資助，將與英飛凌、維克多進(jìn)一步展開(kāi)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規范的設計流程，針對汽車(chē)廠(chǎng)商提出的功能安全目標，在系統、硬件和軟件的設計中加入功能安全機制，開(kāi)發(fā)符合ASIL-C等級的電機控制器，并計劃在2019年實(shí)現電機控制器的批量生產(chǎn)。