來源：openfoundry
While automobile production is probably to increase slowly in the coming years, the part of embedded electronics and more precisely embedded software is growing. New solutions for the development of in-vehicle embedded systems was the purpose of the French ‘Embedded Electronic Architecture’ cooperative research and development program ‘AEE’. The results are the identification of embedded component classes, the specification of a generic embedded architecture, as well as the definition of a declarative language.

盡管汽車產量可能會在未來的幾年增長緩慢，但嵌入式電子設備和更精確的嵌入式軟件這一部分的產量正在增長。找出車載嵌入式系統開發的新解決方案是法國EEA（嵌入式電子架構）合作研究和開發計劃“AEE”的目標。其獲得的成果有：嵌入式組件級別的識別、一類嵌入式架構的詳細說明，并且定義了一種陳述性語言。

現在，嵌入于汽車內的功能包括輔助制動、主動懸架、轉向功能性等。它們都受嚴格的時間約束，更籠統地說，是受可靠性的約束。在不遠的未來，隨著電控X (X-by-Wire)技術的普及，這些約束會變得更加重要。因此，這類系統的開發必須定義一種符合條件的系統，也就是說，要滿足這些約束條件，并且一定要根據成本標準提供最好的系統。此外，嵌入式系統的開發過程是由幾個要素相互參與的，包括汽車制造商和供應商；可再用組件的開發是降低成本的一個重要手段。

本文提到，這個法國的“AEE計劃”（EEA表示嵌入式電子構架）詳細說明了車載嵌入式系統開發的一些新解決方案。這個計劃（1999年9月到2001年12月）由法國工業副部長批準，并且涉及到法國的汽車制造商（標致雪鐵龍（PSA）和雷諾（Renault））、原始設備制造（OEM）供應商（薩基姆（SAGEM）、西門子（SIEMENS）、法國雷奧集團（VALEO））、EADS LV公司、法國國家信息與自動化研究院（INRIA）、法國國家科學研究中心Nantes通信與控制研究所（IRCCyN）和洛林計算機及其應用研究實驗室（LORIA）。進行中的“歐洲發展信息技術（IETA）計劃”（EAST-EEA）延伸并且普及化了這些成果。

電子嵌入式架構及其構成
大部分嵌入于汽車的硬件和軟件都是指定的，且單獨開發的。每一個硬件和軟件都是專門應用于某一特性并由供應商根據汽車制造商的要求而設計。一方面，在其他計劃中這對解決方案的可再利用性是一個障礙；另一方面，它會引至資源（硬件、緩沖器等）的過大化。為了解決這一難題，“AEE計劃”正式描述了基礎的嵌入式組件，并且定義了可再用組件的范圍。此外，“AEE計劃”為電子控制單元（ECU）提供了一種架構——一個連接到一個或者數個網絡的、支持嵌入式應用程序的工作站（見圖一）。

圖一：組件級別和類別架構
有些組件是與某一特定的電子控制單元（ECU）相互獨立的；這意味著，在一個分布式架構里，這些組件可以在任何的電子控制單元（ECU）上執行：
•為這些設備實現信號處理的傳感器和執行機構（硬件組件）和軟件組件（本地設備管理器）
•執行特定嵌入式應用程序（應用程序軟件組件）的軟件組件
相反，輸入/輸出驅動器、執行操作系統（OS）的軟件組件或者通信服務是依賴于一個特定的電子控制單元（ECU）的。

最后，為了確保應用程序軟件組件的完全獨立性，具體規定了某一特定的組件（被稱為“組件間交換管理器”）。它扮演中間設備的角色（特別是在提供透明的通訊服務方面）。這個組件是為每一個帶有共同應用程序界面的電子控制單元（ECU）專門開發的。

AIL-Transport:一種嵌入式系統設計語言
“AEE計劃”定義了一個特定的嵌入式系統開發方法，從而降低成本和優化硬件要素的使用。第一步，獨立定義和驗證功能性的執行(功能架構和軟件架構)。然后，一種分配機制在嵌入式架構的電子控制單元（ECU）上指定特定的功能，隨后交換流向通信網（硬件架構）。最后，優化本地任務的執行和結構的傳輸（運行架構）。通過這種方法，資本投放不再集中于電子控制單元（ECU），而是集中在經由生效的硬件和軟件模塊的執行功能上。
原始設備制造商（OEM）和汽車制造商在設計過程上的大力合作意味著一個特殊的并行工程方法的開發。為了詳細說明這個過程，必須識別橫貫在協作開發模型上的同步點(聚合點)，并且必須描述這些點上的交換信息。此外，必須定義一個信息交換的獨特的語法。“AEE計劃”已經為此詳細規定了一個商業模型，該模型被汽車制造商和原始設備制造商共同用于架構開發。


　
圖二：AIL-Transport語言原理
根據每個開發步驟上必要的系統分析（全部地或者部分地）, 可從不同的角度評價汽車嵌入式系統的性能。通常，汽車制造商嘗試優化被用于執行汽車功能性的電子控制單元（ECU）；此外，系統設計員嘗試優化通訊網絡的性能；最后，原始設備制造商必須證實他們的COTS（商業現成組件）符合汽車制造商的要求等。這個“AEE方法”通過實現不同的工業和學術軟件工具的應用改進了這些不同的分析和優化過程。這些工具用于分析、測試、模擬、生效、注釋和生成電子架構的編碼。這樣，依靠集成架構模型所有相關數據的數據庫，每一個工具從架構描述里提取出了一個特殊的、連貫的模型。這個數據庫便是AEE開發過程的骨架（如圖二所示）。為了構建這個數據庫,一種用來說明每一個電子架構的語言被定義出來了。這種語言被稱為“架構執行語言”（AIL-Transport，下略）。這種AIL-Transport語言結合了AEE設計過程，因此，它被所有設計員用作架構開發的主干。此外，AIL-Transport語言是定義可再用架構對象的源語言。

為定義和協調汽車制造商和原始設備制造商之間的局部架構的交換，已經詳細規劃一種結合AIL-Transport語言的開發過程。這個研究的主要好處是，在降低成本并且提高開發質量的同時允許彈性架構的設計。現在，從“AEE計劃”里獲得的、集合了歐洲汽車工業主要活躍要素的成果是“歐洲發展信息技術（IETA）計劃”（EAST-EEA）的一個切入點。

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Françoise Simonot-Lion，洛林計算機及其應用研究實驗（LORIA）
電子郵箱: Francoise.Simonot-Lion@loria.fr

Yves Sorel，法國國家信息與自動化研究院（INRIA）
電子郵箱: Yves.Sorel@inria.fr

Jean-Pierre Elloy、Yvon Trinquet，法國通訊研究所
電子郵箱: Jean-Pierre.Elloy@irccyn.ec-nantes.fr
Yvon.Trinquet@irccyn.ec-nantes.fr