osek

OSEK/VDX是套用在模組和靜態實時作業系統上的標準，由主要的汽車製造商和供應商，研究機構以及軟體開發商發起。

基本介紹

• 外文名：osek
• 屬於：要的汽車製造商和供應商
• 包括：研究機構以及軟體開發商發起
• 包含：定義了三個組件

簡介

OSEK，是指德國的汽車電子類開放系統和對應接口標準（open systems and the corresponding interfaces for automotive electronics），而VDX則是汽車分散式執行標準（vehicle distributed executive），後者最初是由法國獨自發起的，後來加入了OSEK團體。兩者的名字都反映出OSEK/VDX的目的是為汽車電子制定標準化接口。該標準完全獨立，對目標系統只限制了少量的條件。這樣，就可以套用一些簡單的處理器替代那些昂貴的解決方案，來控制任務執行，並不需要任何附加條件。事實上，在此基礎上，也可以合理使用一些更複雜的CPU，於是該標準便對任何可能的目標平台都沒有了限制。

標準定義了三個組件來構成OSEK/VDX標準：實時的作業系統（OSEK OS），通訊子系統（OSEK-COM）和網路管理系統（OSEK-NM）。這樣定義的一個好處是方便了各個組件版本的定義，這已在實際套用中得到了體現，例如：現在OSEK-COM（3.0.2）和OSEK-NM（2.5.2）的版本就與OSEK-OS（2.2.1）的版本不同。圖1給出了OSEK/VDX的基本結構和各組件間的關係。

圖1 OSEK/VDX標準作業系統基本結構

OSEK-OS是個靜態的作業系統，不支持在運行過程中動態更改，用戶在產生特定的kernel之間，必須確定所需要資源的準確數目。另外，OSEK-OS也不需要進行動態的記憶體管理。通過這些限制，大大增加了更好的進行代碼最佳化的幾率，甚至使得不帶記憶體管理硬體的簡單處理器有了用武之地。用戶不需要估算最壞情況下所需的資源——因為，可以容易的定度出靜態系統的實際需求是多少，以及這個系統是否能夠滿足。

OSEK-OS中最重要的資源包括任務、時間和中斷。為此，提供了一個輕量級的API庫。版本2.2對應的API提出了26個用戶功能接口。輕量級的API使得開發者可以輕鬆上手，並靈活使用。

OSEK-OS中提供了兩類任務：基本任務（basic task）和擴展任務（extended task）。基本任務只有自己終止時才釋放處理器，它也不接收更高的事件信號（event）。因此，常常用來完成那些激活後就必須完整執行的工作。擴展任務可以接收事件信號，它們只需要啟動一次，並接收相關事件的控制。每個任務會被賦予一個固定的優先權，運行期間不允許更改。

使用事件（event）——也被稱為資源（resource）——可以同步任務的執行。前面提到，擴展任務既可以由事件觸發，執行中也會等待事件信號，這樣便可以使用事件，達到同步任務的目的。而基本事件則只能由事件觸發，不接收事件信號。

OSEK/VDX術語中提到的資源，是一種確保對全局數據進行互斥訪問的數據結構，與信號量有些相似。開發者可以使用資源防止死鎖的出現。為此，OSEK/VDX提出了優先權最高限制協定，為每個資源指定特定的優先權，並在任務使用相關資源時，把任務的優先權設定為相應的值。這是同步的一種安全的實現方法，使用資源的任務既不能等待事件也不會終止。

OSEK/VDX中的時間管理採用了計數器（counter）和定時器（alarm），甚至在一個計數器上對應多個定時器。計時單位是固定長度的tick，定時器在某個特定時刻被激活，從而激活某個任務或者引發某個事件。定時器可動態的切換成非激活態和激活態。也可以指定定時器是一次定時，還是周期定時。除了標準定時器外，也提供了靜態定時器，但OSEK-OS中並沒有定義靜態定時器的API，計數器API也一樣。它們的實現依賴於具體的系統實現。

OSEK/VDX標準的所有文檔包括OSEK-OS，OSEK-COM和OSEK-NM的API描述，以及OSEK實現語言OIL規範都免費對公眾開放。

德國3Soft公司從1996開始開發OSEK作業系統，目前擁有350人，其中70多人專門開發OSEK作業系統平台。已經為BMW提供了基於OSEK的軟體開發平台（BMW Standard Core），為VW/Audi開發了OSEK軟體開發平台，同時為DaimlerChrysler提供了首個基於OSEK項目的軟體平台，此外提供了各種硬體平台的Bootloader、HIS實現。

3Soft的OSEK產品TresOS ECU創造了很多個第一，第一個商業化OSEK/VDX系統（1997年ProOSEK1.0問世），汽車部件產品生產中使用的第一個OSEK/VDX-OS（1999年Andi A8的dashboard-ECU採用了ProOSEK），整車生產中的第一個OSEK/VDX-OS軟體標準核（1998年基於ProOSEK的BMW標準核問世，BMW要求所有的電子產品供應商基於這個標準核來開發軟體，基於該標準核的BMW 7繫於2001投產），2000年第一個OSEKtime作業系統實現商用，2002年第一個提供HIS I/O庫的OSEK/VDX-OS，2003年第一個圖形化OSEK的通用配置工具TresOS，2005年第一個AUTOSAR OS，2006年第一個提供基於FlexRay的FTCOM在BMW商用。

TresOS ECU是3Soft針對汽車電子控制單元（ECU）的軟體開發者通常要面對客戶提供或者需要多個軟體組件，而且這些組件需要滿足ECU特定的需求，來完成正確的操作，提供給開發者針對標準化組件進行集中配置的一個新途徑。其中包括TresOS Launcher這個集成配置工具和各種配置外掛程式，這些Plug-in包括OSEK-OS 2.2.2（ISO 17356）、OSEKtime 1.0（OSEK/VDX）、I/O-Library 2.0.1（HIS-Specification）、Crypto-Module（RSA,AES,CRC等）、LIN 2.0/1.3 Driver（LIN-Specification）等，並且支持用戶進行自定義擴展。

TresOS Launcher把多個配置工具組裝成為一個集成開發環境。用戶可以在這些工具中任意轉換。Launcher把重要的數據（例如使用的硬體，配置的引導行）提供給所有的配置工具，以確保一致性。

TresOS Launcher管理存放各個配置工具專有數據的資料庫，以分級的檔案樹形式存放。在此過程中，對創建，驗證，以及有時得標準化格式（例如OIL等）進行保留。

TresOS Launcher使用流程：

Tresos概念的優點能在一個小例子得到充分體現。現在有一位開發者，他想在其套用中使用控制器中的EEPROM。那么，他只需執行如下步驟：

 在I/O庫配置工具中配置EEPROM驅動

 在OSEK配置工具中配置一個訪問EEPROM的任務

 在OSEK配置工具中配置一個周期性激活該任務的計時器

 實現這個可訪問前面已配置好了驅動EEPROM的任務

在TresOS中，任何配置工具可向其它工具提供服務。OESK配置工具提供的典型服務包括：任務註冊和計時器等。使用這些服務，實現集成的準備和執行。事件的步驟則簡單的多：

 在I/O庫配置工具中配置EEPROM驅動

下述動作由tresos框架自動執行：

 I/O庫配置工具向OSEK配置工具請求訪問EEPROM的任務的註冊

 I/O庫配置工具向OSEK配置工具請求激活該任務的計時器的註冊

 I/O庫配置工具可能產生原始碼，實現訪問EEPROM驅動的任務

程式會保存開發者已做的工作，此後，開發者不需要在不同工具之間進行轉換。從而使得這一過程中產生錯誤和集成中間件的風險大大降低。

TresOS有很好的可擴展性：

像TresOS這樣的系統是否成功取決於其擴展性。當集成了大量配置工具後，便可完成自動集成。將來，3SOFT將為TresOS開發所有的配置工具。

所有相關接口將對公眾開放，於是用戶便可載入所需的庫。這樣，任何人都能進行可適用於TresOS的外掛程式的開發，這些外掛程式可以使用那些已有的外掛程式或者自己提供的服務。

所有進行獨立外掛程式開發的必要信息都是可用的（可能指沒有專利限制）。所有已有外掛程式嚴格遵循這些規範，以保證接口的一致性。3SOFT可對客戶向TresOS集成自主開發庫提供技術支持。

TresOS ECU OSEK外掛程式是3Soft公司已被廣泛驗證了的實時作業系統ProOSEK的直接後繼者。它遵循OSEK/VDX規範，得利於3SOFT公司OSEK技術方面的長期經驗。

升級了TresOS ECU OSEK外掛程式的作業系統，不僅適用於汽車工業領域，而且在只能提供少量資源的領域也可以廣泛使用。按照套用需求，靜態提供所有的作業系統業務。TresOS ECU的優勢在於它的可裁減性，集成的圖形架構環境和自動代碼生成。

支持標準

 OS：嚴格遵循OSEK/VDX-OS 2.2.2

 配置語言OIL 2.5

 內部通訊遵循COM 3.0.3（所有一致的類：BCC1，BCC2，ECC1，ECC2，CCCA，CCCB）

 支持ORTI 2.0/2.1 (取決於工具鏈)

支持可裁減性：

 可產生滿足套用需求的kernel

 可生成1KB以下的kernel

提供硬體抽象層（I/O庫）：

 定義在硬體和套用間抽象層有利於套用的移植。硬體抽象層以附加Tresos ECU外掛程式的方式提供，符合德國HIS團體的目前規範。

支持擴展調試：

 任務跟蹤（TaskTrace）

 棧檢查（stack check）

 運行檢查（Runtime Checks）

支持如下目標系統：

 Motorola: HC08, HC12, Star12, MPC555/56x

 Hitachi: SH2, SH2E, H8S

 Infineon: C16X, XC16x, TriCore

 ST Microelectronics: ST10, ST30

 Fujitsu: F2MC – 16LX

 Texas Instruments: TMS470

 NEC: V850

 Altera: Excalibur (ARM9)

 Simulation for Windows NT/2K/XP

並且可根據客戶需要進行移植。

支持主機系統：

 帶有JRE1.4.2或者更高版本的任意桌面系統（例如：WindowsXP, Linux）

支持其它功能：

 通訊驅動（LIN, CAN, ...）

 適用於無線電，醫療設備，家用等等