[发明专利]应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车空调系统，特别涉及一种应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统。

背景技术

目前在汽车空调控制面板中应用的软件结构主要分为两类：1、简单的线性大循环(图1)；2、基于中断的前后台系统(图2)。这两种结构都存在着弊端，开发周期长，软件的可维护性差，升级工作量大，升级后参数不稳定。

如果采用简单的线性大循环或者基于中断的前后台系统，控制系统功能需求的变更或者控制逻辑更改等因素会导致：a.一些功能模块需要修改或者b.新功能模块的加入或者c.现有功能模块的合并删减等软件更改。上述a.b.c.的任何变更都将导致线性大循环软件结构和基于中断的前后台系统的软件的控制性能发生变化，从而影响最终系统的控制特性。例如，控制逻辑运算模块由于算法的变更，导致运行时间由原来的1ms变为10ms，则系统的总体控制运行时间也将增加4ms，如果变更前系统的总运行周期是20ms，满足用户操作采集的要求，而变更后就将变为接近30ms，就会导致用户可感觉的操作延迟。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统，它包括以下步骤：

(1)初始化：初始化系统参数、任务周期、任务优先级；

(2)任务切换：根据任务周期切换，切换需要运动的任务；

(3)采集用户操作指令：采集用户操作后发出的指令；

(4)系统状态显示：将步骤(3)采集到的指令，转换成系统命令，通过显示器件表示系统各状态；

(5)控制逻辑运算：将步骤(4)的系统命令根据空调逻辑，运算各执行机构的状态；

(6)控制驱动输出，控制各执行机构；

(7)系统服务：提供CAN/LIN通讯服务；

(8)系统基础服务：提供定时器、ADC等基础服务。

所述的步骤(1)的系统参数包括温度、模式、风量、压缩机状态和空气循环。

所述的步骤(2)的切换任务，优先级高的任务，优先运行。

所述的步骤(3)的用户操作是指对空调的操作，包括按键和旋钮。

所述的步骤(4)的指示器件为LCD、VFD或LED。

所述的步骤(5)为根据采集到的AD值(AD：模拟数字转换)、用户命令，计算各执行机构的状态。

所述的步骤(6)的驱动包括，模式驱动、温度驱动、水阀驱动、循环驱动、鼓风机驱动和压缩机开关。

所述的步骤(5)或(6)的执行机构包括模式执行器，混合执行器，水阀执行器和循环风执行器。

所述的步骤(7)的系统提供ADC、定时器、EEPROM存储服务，EEPROM非易失存储和ADC模拟数字转换。

本发明的具有以下有益效果：

本发明的应用于汽车空调控制面板类产品控制软件的微内核系统(以下简称微内核系统)通过软件的多任务切换，保证了各任务在系统硬件时钟保证的的较大范围内各任务的执行都是一致的，不会由于一个任务/模块的变更导致系统整体性能的大幅度变化。

这种系统结构逻辑的变化，导致微内核系统在并行开发、测试、性能等多方面都具有较高性能、一致性和鲁棒性。由于微内核系统将系统的各个功能划分到相应的软件任务中，所以，在系统的任务划分架构确定后即可对各个任务进行团队的并行开发，而线性大循环以及基于中断的前后台系统由于各功能模块间的紧密耦合，并行开发的广度和深度都是有限的。对软件测试，微内核系统的各任务可进行各自的单元测试，任务架构完成后即可进行各任务的集成测试(未提交的任务可采用mock方式，mock方式即仿真组件方式)，或者由于各任务的相互耦合很小，未参与测试的任务对参与测试的任务的测试结果的影响可以被限制在很小范围内)。而线性大循环和基于中断的前后台系统同样由于各任务模块的紧密耦合，导致独立的单元测试和早期集成测试都是相当困难的。在软件的最终性能方面，如前所述，微内核架构的控制软件可提高优于传统结构软件的性能一致性。

关键的，由于车用空调控制面板类产品的有限的软、硬件资源限制，使现有的商用嵌入式OS(OS操作系统)几乎没有可应用的空间，而本发明实现了有限软硬件资源条件下的空调面板产品控制功能的实时性、一致性、鲁棒性。由于微内核系统没有使用特殊的软、硬件资源，所以在不同硬件平台间的移植也比较简单、方便。

由系统的性能一致性，并行开发，单元及集成测试等良好特性表现可明显提升系统质量、控制系统的开发周期。

附图说明