基于GEF的汽车电子组件设计工具研究

宋艳芳

（河南工业职业技术学院，河南南阳473000）

引言

AUTOSAR标准的推出既是技术发展的必然结果，也是实际工作的需要。在具体运用中，该标准不仅能够有效管理日趋复杂的汽车电子系统，同时还能够有效降低开发成本，减少系统维护需要的费用。同时在设计过程中，该标准将软件和硬件进行分离，避免了二者存在相互依赖关系，增强汽车软件开发的灵活性，缩短开发周期，节省开发时间，简化开发工序，最终实现降低开发成本的目的。[1]因此，很多地方在组建设计开发中，都陆续推出支持AUTOSAR标准的设计工具，这些措施的采用对汽车电子开发有着重要作用。本文参照AUTOSAR标准，根据组件设计工作的需要，运用GEF技术，结合Artop平台，介绍汽车电子组件设计工具。在该工具中，它以图形方式将各组件之间的关系直观形象的展现出来，改变了传统方法的不足，更加方便人们全面了解。还生成符合AUTOSAR规范的描述文件，更能满足实际工作需要，对整个汽车电子的开发和运用具有积极作用。

一、概述

进行汽车电子组件设计的时候，离不开对相关技术及规范标准的运用，下面将对设计中需要运用的技术及标准进行介绍。

1、GEF 技术。GEF是整个组件设计的关键技术，为模型提供图形化编辑环境。作用包括创建图形编辑器和大纲视图。MVC架构是基础组成部分，而控制器又是MVC核心部分，将模型和视图联系在一起，满足实际工作的需要。

2、AUTOSAR 标准。由汽车制造商、部件供应商、电子工业等企业制定，支持汽车电子应用企业开发。设计思路为：应用软件通过在虚拟功能总线上连接构件组装而成，构件通过端口交互。在虚拟功能总线支持下，AUTOSAR软件开发与底层硬件独立，实现可重用目标。[2]总之，该标准的出台对汽车电子的开发及运用具有重要作用，越来越受到人们重视。

3、Artop 平台。该平台是开放性平台，基于eclipse技术而成，为设计工具开发提供公共基础功能，避免供应商重复开发，减少不必要浪费，节约成本。同时还可以为AUTOSAR软件开发提供测试平台，有利于测试的顺利进行，对整个软件开发也具有积极作用。

二、基于GEF的汽车电子组件设计工具的实现

在对运用的技术及规范标准有更为全面的了解之后，下面将介绍电子组件工具设计的具体内容。文章研究的设计工具基于Eclipse开发，包括图形编辑、资源管理、属性配置。其中图形编辑负责组件模型显示，资源管理用于统一组织、显示和保存VFB组件，属性配置负责组件属性信息显示与修改。通过实现这些功能，满足设计工作的需要，促进系统正常运行。下面将对组件设计及其实现进行介绍。

1、图形编辑器设计。该模块的主要功能是模型显示，为实现更好的设计效果，模型应该与VFB组件模型一一对应。设计中运用矩形模型表示构件、构件集合、端口、接口，可用连接模型表示连接器。需要注意的是，模块不同，它们之间的关系不同。矩形模型是父子兄弟关系，连接模型是起点和终点关系。[3]不管这些模型存在何种关系，它们都是紧密联系的，存在于系统当中，满足系统运行需要图形编辑器按照Eclipse的MVC模式设计，包括控制器、策略、命令、模型、图形模块，各子模块的关系如图1所示，不同模块发挥不同作用，完成图形编辑的各项任务。

图1 图形编辑器子模块的关系

2、项目管理器实现。在系统运行中，它的主要功能包括：提供VFB项目文件的树形结构化解析；提供拖放支持，为编辑器提供设计帮助；将配置信息序列化存储到VFB项目文件。总之，项目管理器所实现的主要作用是，统一组织、显示、保存VFB组件。项目管理器的实现遵循Eclipse Common Navigator Framework规范，视图显示主框架是org.Eclipse.ui.Navigator.Common Navigator等，显示、操作功能具体实现由插件org.Eclipse.ui.Navigator.Navigator content提供。在整个系统运行过程中，为满足具体工作需要，专门定义项目管理器模型，实现对组件进行管理的目的，显示树状结构子节点，和图形模型绑定。新建项目后树形节点出现两个一级节点，这两个节点作用不同，但有着重要的作用，一个显示vad文件，另外一个显示arxml文件。vad节点下有一个package节点，显示新建组件。

3、模型创建及绑定。进行组件设计时，编辑器中创建GEF模型，资源管理器中创建项目管理器模型，输出目标文件是arxml文件。这三个模型相互独立，互不干扰，每个模型具有自己的优势和特点，为实现模型间数据同步，要将这三种模型绑定。[4]项目管理器模型是最为关键模型，在实际运行中处于核心地位，将另外两个模型串联起来，从而加强不同模型之间的联系，促进系统有效的运行。创建过程中，在构造函数调用Autosar3xFactory类创建AUTOSAR模型，将ARObject变量赋值成该AUTOSAR模型，完成绑定，打开组件对应的编辑器，进行创建和绑定，将GEF模型赋值为可序列化变量。完成绑定操作，进行序列化操作，将模型位置、大小、颜色等属性保存在vad文件。

4、组件属性的显示。不同组件具有自身显著特点，它们的名字、时间、UUID等存在较大差异，形成自身显著特点。构件还具有内部行为，描述采用的通信机制。组件基本属性显示、编辑功能等，由组件属性显示模块支持，包括构件、构件集合、端口、接口等，内部行为配置模块支持内部行为，常常以列表的形式编辑构件。组件属性显示的实现过程如下：通过Eclipse中的org.Eclipse.ui.views扩展点实现组件基本属性列表框架，Eclipse能通过IProperty Source Provider取得实现I Property Source模型对象，并调用属性视图。项目管理器模型实现IProperty Source接口，让属性视图和资源管理器树状结构绑定。[5]通过项目管理器模型，GER模型间接绑定到属性视图，并且，属性视图可显示组件属性值和属性项。

5、内部行为的配置。在该项操作过程中，根据具体工作需要，采用基于Eclipse的SWT/JFace技术实现。用列表形式创建和更改内部行为包含的内容。框架有多选项页，能进行页面编辑，并且继承了Form Editor，用add pages()添加选项页的具体内容。在编辑页面内容较多的情况下，为满足实际工作需要，往往要加入子页面。

三、系统运行及效果

按照上述设计流程和方法，完成系统设计，并进行系统测试和运行。构件实例效果如图2所示，构件集合实例效果如图3所示，内部行为配置页面效果如图4所示，资源管理器效果如图5所示。通过该运行效果图可以得知，电子组件设计工具满足汽车电子软件开发的需要，对整个汽车电子工业的发展和运用具有重要作用，同时也为汽车电子软件后续开发提供支持。

图2 构件实例效果

图3 构件集合实例效果

图4 内部行为配置页面效果

图5 资源管理器效果

结束语

通过上述的设计及运行，可以得出以下几个结论，同时能够为今后开展有关工作提供相应的指导。

1、系统性能良好。在上述设计工作中，它是结合Artop平台，实现面向虚拟功能总线的图形化组件设计工具，通用性和扩展性良好，适应实际工作的需要，有利于促进其性能的完善。随着AUTOSAR标准的修订和完善，在这种趋势下，实际运用中能够方便对工具进行修改和完善，可重用性高，促进功能的不断完善，对工具的使用及推广也有着积极作用。

2、应该对其进一步完善，推动其得到更为广泛的运用。上述设计的工具仅仅只是一个原型系统，未能包括AUTOSAR标准中的所有组件。因此，今后在实际工作中，为了推动该工具的不断完善，促进其得到更为广泛的运用，需完善组件类型，与硬件拓扑设计、网络映射、ECU配置等工具集成。[6]从而促进组件设计工具进一步健全，功能进一步完善，形成按照AUTOSAR流程进行软件系统开发的一整套工具链，更好满足工具设计与开发的需要，促进组件工具不断完善，使其在具体工作中得到更为广泛的运用。

[1] 王春霞.ISO 26262 对汽车电子产品EMC 的影响[J].电子产品可靠性与环境试验, 2014(2)： 51-54.

[2] 刘玺斌.基于AUTOSAR 规范的汽车ECU 软件开发方法[J],长安大学学报(自然科学版), 2013(3)：76-80.

[3] 严永嘉,晏华,邓尧文.基于GEF 的汽车电子组件设计工具[J].计算机工程与设计, 2014(4)：1221-1225.

[4] 吴玮玮.新能源汽车电子产品开发中DFSS 设计方法的应用[J].陕西教育,2014(5)：76-77.

[5] 晏华,陈昊,郭宣佑.一种面向汽车电子的配置界面动态生成方法[J].计算机科学,2013(8)：172-176.

[6] 飞思卡尔半导体.在汽车系统中驱动BLDC 电机的综合方法[J].中国集成电路, 2013(7)：61-64.