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(chǔ)上采用電子控制技術(shù)，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(guān)法規(guī)的制定，ABS 目前在各種車輛上都得到廣泛的應(yīng)用。一般而言，現(xiàn)在由于汽車控制系統(tǒng)所完成工作的日漸復(fù)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(shù)完成。ABS 仿真平臺通過硬件在回路仿真器實現(xiàn)了硬件在回路仿真的功能。在硬件在回路仿真器內(nèi)運行車輛動力學(xué)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(dá)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(guān)概念，及國內(nèi)外汽車領(lǐng)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(dāng)前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀；介紹了SOPC 以及 FPGA 技術(shù)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(xiàn)原理進行了詳細(xì)闡述，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了硬件在回路仿真器所使用到的關(guān)鍵技術(shù)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(shè)計、外圍硬件電路的設(shè)計、汽車動力學(xué)模型的移植以及底層各個軟件模塊設(shè)計；最后介紹了整個 ABS 仿真平臺的仿真效果，并對仿真結(jié)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(guān)介紹。 本文所介紹的硬件在回路仿真器，各項功能基本實現(xiàn)，