基于SOPC的硬件在回路仿真器的開發(fā).pdf

1、車輛防抱死制動系統(tǒng)ABS (Anti-lock brake system)是在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)的基礎上采用電子控制技術，在制動時防止車輪抱死的一種機電一體化系統(tǒng)。作為汽車制動安全系統(tǒng)的重要組成部分，隨著人們對乘車安全意識的增強以及國家相關法規(guī)的制定，ABS 目前在各種車輛上都得到廣泛的應用。一般而言，現在由于汽車控制系統(tǒng)所完成工作的日漸復雜性，對其進行全面綜合的測試，特別是在故障情況和極限條件下測試就顯得尤為重要。傳統(tǒng)方式在測試 ABS

2、電控單元 (ECU) 時，要用真實的汽車去試車，代價昂貴也易受到環(huán)境的限制，并且很難去做某些極限測試。 基于上述問題，課題小組共同開發(fā)了 ABS 仿真平臺。本文主要介紹其中硬件在回路仿真器的開發(fā)。硬件在回路仿真器通過采用基于SOPO(System on a Programmable Chip)的軟硬件協(xié)同開發(fā)技術完成。ABS 仿真平臺通過硬件在回路仿真器實現了硬件在回路仿真的功能。在硬件在回路仿真器內運行車輛動力學模型，通過接收

3、 ECU 的控制指令對剎車狀態(tài)下車輛的動作特性進行仿真，從而達到對控制系統(tǒng)進行測試的目的。本文介紹了ABS控制系統(tǒng)的相關概念，及國內外汽車領域的“V模式”開發(fā)流程，著重介紹了其中硬件在回路仿真的概念以及當前國內外的研究現狀；介紹了SOPC 以及 FPGA 技術的原理；具體分析了 ABS 硬件在回路仿真平臺的系統(tǒng)功能，并具體針對其中硬件在回路仿真器的功能以及實現原理進行了詳細闡述，在此基礎上詳細介紹了硬件在回路仿真器所使用到的關鍵技術及難

4、點解決方案；并給出了硬件在回路仿真器的片上系統(tǒng)的設計、外圍硬件電路的設計、汽車動力學模型的移植以及底層各個軟件模塊設計；最后介紹了整個 ABS 仿真平臺的仿真效果，并對仿真結果進行了說明。 硬件在回路仿真器采用了 Altera 公司推出的軟核處理器 NiosⅡ作為主控制器，它是一款較新的軟核處理器，文中對 Nios Ⅱ處理器以及它使用的 Avflon 總線也做了相關介紹。 本文所介紹的硬件在回路仿真器，各項功能基本實現，