基于GEF的汽車電子組件設計工具研究

宋艷芳

（河南工業職業技術學院，河南南陽473000）

引言

AUTOSAR標準的推出既是技術發展的必然結果，也是實際工作的需要。在具體運用中，該標準不僅能夠有效管理日趨復雜的汽車電子系統，同時還能夠有效降低開發成本，減少系統維護需要的費用。同時在設計過程中，該標準將軟件和硬件進行分離，避免了二者存在相互依賴關系，增強汽車軟件開發的靈活性，縮短開發周期，節省開發時間，簡化開發工序，最終實現降低開發成本的目的。[1]因此，很多地方在組建設計開發中，都陸續推出支持AUTOSAR標準的設計工具，這些措施的采用對汽車電子開發有著重要作用。本文參照AUTOSAR標準，根據組件設計工作的需要，運用GEF技術，結合Artop平臺，介紹汽車電子組件設計工具。在該工具中，它以圖形方式將各組件之間的關系直觀形象的展現出來，改變了傳統方法的不足，更加方便人們全面了解。還生成符合AUTOSAR規范的描述文件，更能滿足實際工作需要，對整個汽車電子的開發和運用具有積極作用。

一、概述

進行汽車電子組件設計的時候，離不開對相關技術及規范標準的運用，下面將對設計中需要運用的技術及標準進行介紹。

1、GEF 技術。GEF是整個組件設計的關鍵技術，為模型提供圖形化編輯環境。作用包括創建圖形編輯器和大綱視圖。MVC架構是基礎組成部分，而控制器又是MVC核心部分，將模型和視圖聯系在一起，滿足實際工作的需要。

2、AUTOSAR 標準。由汽車制造商、部件供應商、電子工業等企業制定，支持汽車電子應用企業開發。設計思路為：應用軟件通過在虛擬功能總線上連接構件組裝而成，構件通過端口交互。在虛擬功能總線支持下，AUTOSAR軟件開發與底層硬件獨立，實現可重用目標。[2]總之，該標準的出臺對汽車電子的開發及運用具有重要作用，越來越受到人們重視。

3、Artop 平臺。該平臺是開放性平臺，基于eclipse技術而成，為設計工具開發提供公共基礎功能，避免供應商重復開發，減少不必要浪費，節約成本。同時還可以為AUTOSAR軟件開發提供測試平臺，有利于測試的順利進行，對整個軟件開發也具有積極作用。

二、基于GEF的汽車電子組件設計工具的實現

在對運用的技術及規范標準有更為全面的了解之后，下面將介紹電子組件工具設計的具體內容。文章研究的設計工具基于Eclipse開發，包括圖形編輯、資源管理、屬性配置。其中圖形編輯負責組件模型顯示，資源管理用于統一組織、顯示和保存VFB組件，屬性配置負責組件屬性信息顯示與修改。通過實現這些功能，滿足設計工作的需要，促進系統正常運行。下面將對組件設計及其實現進行介紹。

1、圖形編輯器設計。該模塊的主要功能是模型顯示，為實現更好的設計效果，模型應該與VFB組件模型一一對應。設計中運用矩形模型表示構件、構件集合、端口、接口，可用連接模型表示連接器。需要注意的是，模塊不同，它們之間的關系不同。矩形模型是父子兄弟關系，連接模型是起點和終點關系。[3]不管這些模型存在何種關系，它們都是緊密聯系的，存在于系統當中，滿足系統運行需要圖形編輯器按照Eclipse的MVC模式設計，包括控制器、策略、命令、模型、圖形模塊，各子模塊的關系如圖1所示，不同模塊發揮不同作用，完成圖形編輯的各項任務。

圖1 圖形編輯器子模塊的關系

2、項目管理器實現。在系統運行中，它的主要功能包括：提供VFB項目文件的樹形結構化解析；提供拖放支持，為編輯器提供設計幫助；將配置信息序列化存儲到VFB項目文件。總之，項目管理器所實現的主要作用是，統一組織、顯示、保存VFB組件。項目管理器的實現遵循Eclipse Common Navigator Framework規范，視圖顯示主框架是org.Eclipse.ui.Navigator.Common Navigator等，顯示、操作功能具體實現由插件org.Eclipse.ui.Navigator.Navigator content提供。在整個系統運行過程中，為滿足具體工作需要，專門定義項目管理器模型，實現對組件進行管理的目的，顯示樹狀結構子節點，和圖形模型綁定。新建項目后樹形節點出現兩個一級節點，這兩個節點作用不同，但有著重要的作用，一個顯示vad文件，另外一個顯示arxml文件。vad節點下有一個package節點，顯示新建組件。

3、模型創建及綁定。進行組件設計時，編輯器中創建GEF模型，資源管理器中創建項目管理器模型，輸出目標文件是arxml文件。這三個模型相互獨立，互不干擾，每個模型具有自己的優勢和特點，為實現模型間數據同步，要將這三種模型綁定。[4]項目管理器模型是最為關鍵模型，在實際運行中處于核心地位，將另外兩個模型串聯起來，從而加強不同模型之間的聯系，促進系統有效的運行。創建過程中，在構造函數調用Autosar3xFactory類創建AUTOSAR模型，將ARObject變量賦值成該AUTOSAR模型，完成綁定，打開組件對應的編輯器，進行創建和綁定，將GEF模型賦值為可序列化變量。完成綁定操作，進行序列化操作，將模型位置、大小、顏色等屬性保存在vad文件。

4、組件屬性的顯示。不同組件具有自身顯著特點，它們的名字、時間、UUID等存在較大差異，形成自身顯著特點。構件還具有內部行為，描述采用的通信機制。組件基本屬性顯示、編輯功能等，由組件屬性顯示模塊支持，包括構件、構件集合、端口、接口等，內部行為配置模塊支持內部行為，常常以列表的形式編輯構件。組件屬性顯示的實現過程如下：通過Eclipse中的org.Eclipse.ui.views擴展點實現組件基本屬性列表框架，Eclipse能通過IProperty Source Provider取得實現I Property Source模型對象，并調用屬性視圖。項目管理器模型實現IProperty Source接口，讓屬性視圖和資源管理器樹狀結構綁定。[5]通過項目管理器模型，GER模型間接綁定到屬性視圖，并且，屬性視圖可顯示組件屬性值和屬性項。

5、內部行為的配置。在該項操作過程中，根據具體工作需要，采用基于Eclipse的SWT/JFace技術實現。用列表形式創建和更改內部行為包含的內容。框架有多選項頁，能進行頁面編輯，并且繼承了Form Editor，用add pages()添加選項頁的具體內容。在編輯頁面內容較多的情況下，為滿足實際工作需要，往往要加入子頁面。

三、系統運行及效果

按照上述設計流程和方法，完成系統設計，并進行系統測試和運行。構件實例效果如圖2所示，構件集合實例效果如圖3所示，內部行為配置頁面效果如圖4所示，資源管理器效果如圖5所示。通過該運行效果圖可以得知，電子組件設計工具滿足汽車電子軟件開發的需要，對整個汽車電子工業的發展和運用具有重要作用，同時也為汽車電子軟件后續開發提供支持。

圖2 構件實例效果

圖3 構件集合實例效果

圖4 內部行為配置頁面效果

圖5 資源管理器效果

結束語

通過上述的設計及運行，可以得出以下幾個結論，同時能夠為今后開展有關工作提供相應的指導。

1、系統性能良好。在上述設計工作中，它是結合Artop平臺，實現面向虛擬功能總線的圖形化組件設計工具，通用性和擴展性良好，適應實際工作的需要，有利于促進其性能的完善。隨著AUTOSAR標準的修訂和完善，在這種趨勢下，實際運用中能夠方便對工具進行修改和完善，可重用性高，促進功能的不斷完善，對工具的使用及推廣也有著積極作用。

2、應該對其進一步完善，推動其得到更為廣泛的運用。上述設計的工具僅僅只是一個原型系統，未能包括AUTOSAR標準中的所有組件。因此，今后在實際工作中，為了推動該工具的不斷完善，促進其得到更為廣泛的運用，需完善組件類型，與硬件拓撲設計、網絡映射、ECU配置等工具集成。[6]從而促進組件設計工具進一步健全，功能進一步完善，形成按照AUTOSAR流程進行軟件系統開發的一整套工具鏈，更好滿足工具設計與開發的需要，促進組件工具不斷完善，使其在具體工作中得到更為廣泛的運用。

[1] 王春霞.ISO 26262 對汽車電子產品EMC 的影響[J].電子產品可靠性與環境試驗, 2014(2)： 51-54.

[2] 劉璽斌.基于AUTOSAR 規范的汽車ECU 軟件開發方法[J],長安大學學報(自然科學版), 2013(3)：76-80.

[3] 嚴永嘉,晏華,鄧堯文.基于GEF 的汽車電子組件設計工具[J].計算機工程與設計, 2014(4)：1221-1225.

[4] 吳瑋瑋.新能源汽車電子產品開發中DFSS 設計方法的應用[J].陜西教育,2014(5)：76-77.

[5] 晏華,陳昊,郭宣佑.一種面向汽車電子的配置界面動態生成方法[J].計算機科學,2013(8)：172-176.

[6] 飛思卡爾半導體.在汽車系統中驅動BLDC 電機的綜合方法[J].中國集成電路, 2013(7)：61-64.