快速原型及其集成开发环境技术在汽车电子领域的应用
2006-7-12 10:59:00 【文章字体： 】
1、应用背景
（1）在汽车工业中的重要位置
随着汽车工业的飞速发展，汽车在工艺和制造技术上越来越复杂和精密，同时人们也希望汽车更安全、更经济、操作性更加灵活方便。传统的机械控制由于速度慢，可靠性低已经不能够满足现代需要，因此现代汽车大量采用电子控制技术来提高整车性能。国际上汽车电子产品在整车成本中所占的比例平均超过30%并呈快速上升趋势，汽车电子在现代汽车工业中已经有越来越重要的地位。
（2）快速原型方法提出的背景
现代市场对产品的需求呈现多样性和快速性的趋势，对控制系统安全必和可靠性的要求也与日俱增，为了在激烈的市场竞争中取胜，必须不断地缩短新产品开发与投入市场的周期，这就出现了企业新产品面临着多样性的需求和快速开发之间的矛盾。为了设计可靠的控制系统，满足用户的多样化需求，缩短项目开发周期，降低产品开发费用，需要采用先进的开发工具来加速设计流程，从而找到新的途径获得技术上的突破。使用快速原型方法与集成开发环境技术来进行控制系统开发的目的就是为了缩短开发周期，在行业竞争中能够快速开发新产品，从而获得最大的经济效益和市场益。
2、传统控制系统开发过程与使用快速原型方法进行开发的比较
快速原型方法是现代控制系统开发方式催生的产物，通过与传统控制系统开发方法的比较，我们可以看出快速控制原型方法在控制系统设计开发中的优越性和先性性。
（1）传统控制系统开发方法流程，开发步骤如下：
●根据需求用文字说明的方式提出设计目标；
●根据以往开发经验提出系统结构；
●由硬件人员设计并制造硬件电路；
●由控制工程师设计控制方案，并将控制模型用方程的形式描述出来；
●由软件人员采用手工编程的方式实现控制模型；
●由系统工程师或电子技术专家将代码集成到硬件电路中；
●用真实控制对象或测试台进行测试。
传统控制系统开发存在的不足；
●在对控制规律的控制特性或控制效果还没有把握的情况下，已经完成硬件电路的制造，这时，由于还无法确定所设计的方案能在多大程度满足需求，或根本不能满足需求的情况下，就已经产生了较大的硬件投入；
●手工编制的控制程序容易造成系统可靠性降低，一旦在测试过程中出现故障，就很难确定是控制方案不理想还是软件代码有错误。更重要的是手工编程将会占用大量的时间，导致虽然有了控制方案，却要等待很长时间才能对其进行验证和测试，从而在不知道方案是否可行的情况下就浪费了大量的时间，人才和物力，给开发带来了不必要的开支和经济损失；
●即使软件编程不存在问题，如果在测试过程中发现控制方案不理想，需要进行修改，则新一轮开发工作又将开始。大量的时间又将耗费在软硬件的修改和调试上。另外，由于涉及的部门多，再加上管理不善所引入的种种不协调，导致开发周期长，最终可能出现产品虽然研制成功了，但初始需求已经发生了变化，市场的机会已经错过，产品已没有了销路，从而使整个开发以失败告终。
（2）快速原型开发方法及流程
基于模型设计面向目标应用系统的快速原型开发方法最重要的特征就是采用计算机辅助控制系统设计，即将计算机支持的工具贯穿于控制系统开发和测试的全过程。应用快速原型方法进行控制系统开发，一般由下列步骤组成。