北京科技大学硕士学位研究生选题报告及文献综述
1 课题研究的背景、意义和目的
1.1 课题研究的背景
在汽车电子化的发展中，汽车仪表也随着信息化，电子化的发展，从传统的机电
式模拟仪表向电子化、数字化过渡。目前，作为汽车电子系统的重要信息终端，多功能数字化仪表已经在高端乘用车上有了初步应用，其良好的人机操纵界面显示出了巨大的优势。目前，国内外针对大型矿用卡车的数字化仪表应用的很少，或是只有简单的显示作用。多功能数字仪表系统可以为驾驶员提供一个良好人性化的仪表显示环境，并对车辆运行进行科学有效的管理提供技术依据。
[1]
1.2 课题研究的意义
传统的组合仪表只能显示车辆基本的运行参数，无法对这些参数进一步的监视以判断汽车的运行状态，也不能纪录和储存车辆的运行数据，一旦出现交通事故也无法科学的反映出责任方。
60吨铰接式电动卡车就目前来讲，本车将全部使用完全的电气化方案设计，依靠CAN总线进行数据传输，提高数据的传输效率和稳定性。同时，汽车仪表是驾驶员与车辆进行信息交流的重要接口和界面，对车辆的安全和经济运行起着重要的作用，多功能数字仪表系统采用嵌入式微处理器，相对传统仪表运行更稳定，而且具有外型美观，结构简洁，设计自由度高，体积小，实时性好，反应灵敏，显示清晰直观，数据存储，信息量大，功能可升级扩展等优点。
1.3 课题研究的目的
本课题的目的是建立车载多功能仪表系统，大型矿用卡车司机提供一个人性化的仪表操作平台，同时监控车辆电气系统系统运行参数和状态；自动显示故障报警，提示故障处理信息；查询和浏览故障记录，存储故障状态信息。本系统采用基于PXA270处理器（Xscale架构）的PC/104工控机主板，处理速度快，本课题可获得以下的车载
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多功能仪表系统的关键技术和方法：
控制器的信号采集和干扰屏蔽技术；
基于CAN总线的数据传输技术方案；
基于嵌入式Linux的车载仪表显示和数据处理终端。
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2 文献综述
2.1 相关技术手段的发展与应用 2.1.1 嵌入式系统概述
（1）嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。图2-1给出了典型的嵌入式硬件平台的组成。
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时钟 片上外设SDRAM控制器 SDRAM 复位 处理器核 外部总线控制器 Flash 中断处理器 其他外设
图 2-1 嵌入式平台的硬件组成
软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。
（2）嵌入式系统的硬件
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备以下4个特点
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：
（1）对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。
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（2）具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储
区保护功能，同时也有利于软件诊断。
（3）可扩展的处理器结构，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。
（4）嵌入式微处理器必须功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，如需要功耗只有mw甚至μw级。
ARM C Advanced RISC Machines，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字
[6] [16]
。同时，ARM处理器具
有诸多技术优势，在嵌入式的各领域应用中表现出色，采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：
（1）体积小、低功耗、低成本、高性能；
（2）支持Thumb C16位/ARM C32位双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；
（3）大量使用寄存器，指令执行速度更快；
（4）大多数数据操作都在寄存器中完成；
（5）寻址方式灵活简单，执行效率高；
（6）指令长度固定。
（3）嵌入式系统的软件
嵌入式系统的软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成。操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。操作系统有两个基本功能
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：使计算机硬件便
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于使用；高效组织和正确地使用计算机的资源。操作系统有4个主要任务进程管理、进程间通信与同步、内存管理和I/O资源管理。
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