王 強(qiáng) 戰(zhàn)忠麗 信 眾

（吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，吉林 吉林 132021）

隨著汽車行業(yè)發(fā)展，汽車購(gòu)買量在近些年只增不減，但是隨之而來(lái)的，人們對(duì)于汽車性能提出了更高的要求。嵌入式的車載綜合信息系統(tǒng)是提高汽車性能的重要措施，因?yàn)樗闹悄芑潭雀?，功能齊全，因此實(shí)用性強(qiáng)。

1 嵌入式系統(tǒng)概述

1.1 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)有以下的幾個(gè)特點(diǎn)。其一在設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)軟件的時(shí)候，設(shè)計(jì)人必須保證軟件或者硬件的實(shí)用性，在設(shè)計(jì)的過程中會(huì)將不必要的功能去掉，以提高硬件的性能。這種去除冗余的方式能夠降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本，并且提高其市場(chǎng)的占有率。其二是嵌入式系統(tǒng)并不是獨(dú)立存在的，它和硬件緊緊的融合在了一起。因而當(dāng)產(chǎn)品需要更新的時(shí)候，嵌入式系統(tǒng)一隨之的一起進(jìn)行升級(jí)。這對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來(lái)說，是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楫?dāng)嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品投入到市場(chǎng)中去的時(shí)候，由于內(nèi)部的系統(tǒng)可以更新?lián)Q代，所以產(chǎn)品能夠保證長(zhǎng)期的活力。其三是嵌入式系統(tǒng)不影響車載電腦系統(tǒng)的速度，因?yàn)橄到y(tǒng)的軟件存在于車載電腦系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器之內(nèi)，它不會(huì)占太大的內(nèi)存，因而可以保證車載電腦系統(tǒng)是安全的，并且高效的。其四嵌入式系統(tǒng)具有一定的特定性，它可以根據(jù)用戶的要求來(lái)訂做不同類型的嵌入式軟件，因?yàn)樗軌驖M足一定的用戶群體。特別是嵌入式的CPU，它和其他的嵌入式系統(tǒng)不同，其體積較小，并且功能消耗低。

1.2 嵌入式微處理器ARM

嵌入式系統(tǒng)是由微處理器構(gòu)成的，微處理器是嵌入式系統(tǒng)的主要部件，它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。其一其功能消耗少，嵌入式的微處理器大部分都是依靠電池進(jìn)行蓄電，因而其功能消耗比較低。其二是它支持多任務(wù)模式，也就是說它可以同時(shí)的執(zhí)行多個(gè)操作，而各個(gè)任務(wù)之間互不影響。其三它能夠保護(hù)嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)，當(dāng)軟件出現(xiàn)問題的時(shí)候，還能夠及時(shí)的診斷問題。ARM屬于一種嵌入式的微處理器，它像多數(shù)的嵌入式微處理器一樣，其功能多，消耗少，并且ARM指令的系統(tǒng)程序并不復(fù)雜，因而實(shí)用性很高，是一種高性能的電子產(chǎn)品。

1.3 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式

如圖1所示，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程。在這個(gè)流程之中包含著幾個(gè)基本的要素，如硬件、軟件以及系統(tǒng)，這些要素構(gòu)成了整個(gè)嵌入式開發(fā)流程。在還未開發(fā)這個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候，需要先將嵌入式系統(tǒng)的整個(gè)框架結(jié)構(gòu)決定，然后明確好系統(tǒng)中的硬件結(jié)構(gòu)以及其功能。當(dāng)框架搭建完成之后，需要明確好開發(fā)模式中各個(gè)版塊的內(nèi)容。如硬件方面，需要做好硬件規(guī)劃和設(shè)計(jì)的工作，當(dāng)設(shè)計(jì)完成之后，可以將硬件投入使用。在軟件設(shè)計(jì)方面，需要對(duì)軟件進(jìn)行規(guī)劃、規(guī)劃和開發(fā)，在這個(gè)階段中，還需要完成操作系統(tǒng)的剪裁任務(wù)。當(dāng)編碼完成之后，一般還需要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的模擬，觀察其使用的功能，當(dāng)經(jīng)過檢查未發(fā)現(xiàn)問題后，就可以將系統(tǒng)投入使用了，整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工作才算完成。

2 車載綜合信息系統(tǒng)

2.1 嵌入式技術(shù)和車載電腦系統(tǒng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)占有率在近些年逐步的提高，它已經(jīng)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分。汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，可以從汽車的銷售情況中體現(xiàn)，現(xiàn)在購(gòu)買汽車的普通家庭越來(lái)越多，汽車的市場(chǎng)銷售情況非常的客觀。在汽車構(gòu)造中，車載電腦是其中不可或缺的組成部分，因?yàn)樗鼮槠囂峁┝烁鞣N新興的功能，在提高汽車性能方面發(fā)揮了重要的作用，因而可以看出車載電腦的發(fā)展?jié)摿κ欠浅４蟮?。設(shè)計(jì)人員在車載電腦的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用了各種目前最先進(jìn)的技術(shù)，例如GPS導(dǎo)航、嵌入式技術(shù)等。這些技術(shù)有的剛剛在車載電腦設(shè)計(jì)中被投入使用，也就是說車載電腦在設(shè)計(jì)的時(shí)候利用的最先進(jìn)的技術(shù)，這些技術(shù)能夠確保車載電腦是最先進(jìn)的，發(fā)展的前景很遼闊。

在車載電腦系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)是其中的核心部分。它的操作系統(tǒng)種類很多，如Windows CE操作系統(tǒng)，它屬于嵌入式系統(tǒng)中的一種，其發(fā)展還不完全，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員在利用這種操作系統(tǒng)的時(shí)候，其設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序要靠自己完成，Windows CE操作系統(tǒng)并不是支持所有的硬件，有些硬件并不支持。這種操作系統(tǒng)在實(shí)際程序開發(fā)過程中使用較少，原因在于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫工作并不輕松，并且需要消耗大量的精力和時(shí)間，這可能會(huì)導(dǎo)致開發(fā)工作工作量加大。相比Windows CE操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)使用范圍較廣，因?yàn)樗恍枰O(shè)計(jì)人員自己編寫程序，由于其中源代碼往往是向外開放的，所以Linux操作系統(tǒng)中的內(nèi)容相比Windows CE來(lái)說，可以利用的資源很豐富。因而在車載電腦系統(tǒng)中，嵌入式的Linux操作系統(tǒng)會(huì)更為的適用。

2.2 車載信息系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)構(gòu)成以及設(shè)計(jì)

如圖2示，根據(jù)用戶的需要，規(guī)劃出了一個(gè)車載信息系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)之中，有系統(tǒng)應(yīng)用程序、文件系統(tǒng)、系統(tǒng)內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)程序等要素。

當(dāng)設(shè)計(jì)人員運(yùn)用嵌入式Linux進(jìn)行車載信息系統(tǒng)的開發(fā)。首當(dāng)其沖的是需要構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的平臺(tái)，這一點(diǎn)很關(guān)鍵，因而需要為其提供一個(gè)軟件開發(fā)的良好環(huán)境。這個(gè)環(huán)境就是由硬件以及軟件設(shè)計(jì)的平臺(tái)組成的，而硬件平臺(tái)和宿主PC機(jī)兩者之間有著一定的聯(lián)系關(guān)系，軟件平臺(tái)中包含著Linux各種操作的要素，如下載所需的工具、編譯的環(huán)境等。交叉編譯環(huán)境正是車載綜合信息系統(tǒng)開發(fā)所需要的環(huán)境，因?yàn)樵谲囕d綜合信息系統(tǒng)開發(fā)的初期，需要通過交叉編譯的環(huán)境來(lái)創(chuàng)建軟件開發(fā)的平臺(tái)。另外，在交叉編譯環(huán)境中，包含著大量的信息資源，這些信息資源對(duì)于車載信息系統(tǒng)開發(fā)有著一定的積極意義。

2.3 車載信息系統(tǒng)中Linux內(nèi)核移植

（1）Linux啟動(dòng)過程。Linux 啟動(dòng)過程分為四個(gè)步驟，第一是CPU上電，在這個(gè)步驟中，需要審查CPU以及體系內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。第二步是BIOS啟動(dòng)，在這個(gè)步驟中，車載信息系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)施可以形成初始化的狀態(tài)。第三步是BootLoader引導(dǎo)，在這個(gè)步驟中，系統(tǒng)完成初始化工作，系統(tǒng)中的程序開始啟動(dòng)，最后一步是硬盤上的操作系統(tǒng)的接管。

（2）在車載信息系統(tǒng)中嵌入式Linux編譯。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的過程中選擇什么樣的內(nèi)核非常的關(guān)鍵，因?yàn)長(zhǎng)inux內(nèi)核在嵌入式系統(tǒng)之中發(fā)揮著重要的作用。Linux內(nèi)核有兩種，一種穩(wěn)定性很高，另一種穩(wěn)定性較差，因?yàn)樗幚黹_發(fā)的階段。在配置內(nèi)核的時(shí)候，需要注意由于系統(tǒng)中儲(chǔ)存的空間較小，所以在編譯Linux的時(shí)候需要重視Linux的內(nèi)存大小，對(duì)于實(shí)用性不強(qiáng)的功能應(yīng)該給予去除，這樣才能夠保證車載信息系統(tǒng)的順利運(yùn)行。配置內(nèi)核的本質(zhì)就是將模板編譯到對(duì)應(yīng)的模板中去，如模板如果是靜態(tài)的，可以放到內(nèi)核里面去。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，汽車儀表是汽車中的一部分，提高汽車的安全度，最重要的是要利用嵌入式車載綜合信息系統(tǒng)，這樣才能夠讓汽車的綜合性能提高。

[1]普措，才仁，馮旭，PUCuo-cairen，F(xiàn)ENGXU.基于 Linux的ARM9嵌入式車載信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2010（04）

[2]胡曉棠,劉艷.基于嵌入式技術(shù)的便攜式船舶輔助維修信息系統(tǒng)[J].中國(guó)修船,2006(12)

[3]羅劍,鄒曉松,郭曉.基于嵌入式技術(shù)的電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)子站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代機(jī)械,2012(06)