[发明专利]一种基于模型的TC1797柴油机控制算法开发工具

说明书

本发明提出一种基于模型的TC1797柴油机控制算法开发工具，包括：定制TC1797目标平台Simulink模型库，无缝安装于Simulink环境，可通过图形化界面配置相关参数；定制TC1797目标平台的嵌入式框架代码及嵌入式代码生成模板；自动化集成TASKING的集成开发环境，一键式模型到C代码生成、自动编译可执行程序及通过仿真器下载可执行程序至目标平台，实现算法的快速设计、测试与验证。本发明通过定制化的图形化目标平台接口驱动Simulink模块库来实现控制算法模型快速生成目标平台的可执行代码，可以实现目标平台开发环境的便捷配置以及工程项目的统一管理。

技术领域

本发明属于ECU（电子控制单元）软件开发技术领域，具体涉及柴油机控制算法模型设计开发领域，是一种图形化编程、自动代码生成的控制器开发工具。

背景技术

船舶动力电控化主要表现为其经济性和节能减排的实现方式，它也是国家经济与政治要求的发展趋势，同时体现了行业的创新能力。船舶动力电控化突出了软件与电子设备的重要性，软件控制程序的可靠性和安全性直接决定了整套装备的安全性与可靠性。由于船舶柴油机功率大，排放高，柴油机上机测试的机会少且配机试验燃烧的柴油造成能源大量浪费。为了提高控制器算法的可靠性和降低测试成本，基于图形化编程工具Simulink可实现控制策略的敏捷开发和快速测试，以使控制算法更多样、更合理，减少早期设计开发阶段错误的引入。

传统的柴油机ECU嵌入式系统开发方案参见图1，其包括生成代码、代码集成、编译、部署等复杂的底层实现。现在的发动机ECU开发过程中，底层软件和控制算法设计都是在对应微处理器（如Tasking）的开发环境中人工编写C语言或C++代码，周期长，要求高。底层编程和控制算法开发面向的对象完全不同，底层编程与硬件关系很大，要充分了解硬件的详细信息所以与硬件工程师联系密切，控制算法开发面向应用对象，应用工程师对系统工作的过程控制要充分理解，因此该类程序员与系统工程师要相互合作。整个控制器开发中底层与应用层各自工作又密切相关，复杂程度自然增加。因此如何利用一套完整的开发系统贯穿控制器开发全过程，解决硬件工程师、软件工程师、系统工程师之间设计过程中的缝隙衔接问题是目前ECU开发中亟待解决的问题。

TASKING 是一种集成开发环境 (IDE)，支持Infineon等嵌入式处理器产品系列。TASKING嵌入式软件开发解决方案为整个软件开发过程提供业界领先的生态系统。每个TASKING编译器都是针对特定架构而开发的，可满足专业行业要求的独特需求。完整的集成开发环境允许用户使用编译器、调试器、嵌入式Internet和RTOS支持，为业界领先的微处理器和微控制器创建无错误且高效的代码。InfineonTC1797芯片工作温度-40~125℃适合船舶柴油机复杂恶劣的工作环境，搭载32位高性能处理器，全温度范围内180MHz工作频率，多路A/D通道，数字I/O,16DMA等优点，被发动机电控系统广泛选为主控单元CPU。

采用基于模型的开发设计方法，所有工程师都是利用统一的建模环境，执行不同设计任务的工程师彼此在统一的环境下完成开发工作，他们之间传递的不仅仅是设计文档，还包含系统模型。因此，在实现基于模型的开发方法之前，必须要完成算法模型与硬件接口之间的数据传递问题，即TC1797的接口模块库的设计。

发明内容

针对现有柴油机ECU开发过程中存在的上述问题，本发明提出一种基于模型的TC1797柴油机控制算法开发工具软件，通过设计TC1797与图形化设计模块的接口，解决TC1797底层函数的模块化封装，对柴油机控制需要的底层接口信息（如CAN、RS485、FlexRay、转速脉冲、电磁阀、流量比例阀、AD采集及定时器等）进行定制化设计，满足TC1797电控柴油机控制算法快速原型开发及验证，提高柴油机控制算法可靠性、安全性及验证的迅速性。

本发明的技术方案如下：