课程文献中心 更多>>

关键词： 汽车线控制动系统   功能安全   概念设计   软件设计   硬件设计   故障注入测试  

摘要： 电动化和智能化是当前汽车工业发展的重要方向，自动紧急制动、制动能量回收、自适应巡航等高级驾驶辅助技术的发展在提升了汽车的安全性、经济型和舒适性的同时对汽车制动系统提出了新的要求。线控制动系统因其具有集成度高、响应速度块、压力控制精确等优势，可以满足汽车的智能化需求，是当前行业内的研究热点之一，在另一方面，线控制动系统应用了大量的电子电气零部件，带来了电气失效的风险，因此如何将该风险降低到合理的范围之内对于汽车安全有着重要意义。在ISO 26262道路车辆功能安全国际标准发布之后，功能安全作为降低汽车电子电气系统失效风险的有效方法在汽车安全领域的研究中逐渐普及，且行业内对其的重视程度越来越高。在此背景下，基于功能安全标准对线控制动系统进行设计与研究具有较大的意义与价值。　　本文以满足线控制动系统的功能安全需求为目标，在功能安全国际标准ISO 26262的指导下对线控制动系统进行了设计与测试。主要研究内容如下：　　（1）线控制动系统功能安全概念设计。首先分析了线控制动系统的功能需求和工作原理，并设计了基于电子制动装置与电子稳定控制装置的系统构型，总结了系统中的功能安全相关项。然后基于危险与可操作性分析方法进行了危害分析与风险评估，从严重度、暴露率和可控性三个维度对危害事件进行汽车安全完整性评估并导出了系统的功能安全目标，通过使用故障失效模式与后果分析以及故障树分析两种方法导出了线控制动系统的功能安全需求，并在此基础上设计了更为具体的技术安全需求，完成了功能安全概念和系统阶段的开发。　　（2）线控制动系统控制器硬件设计。首先，将技术安全需求分配到硬件部分，并以此为指导进行控制器主要芯片选型和硬件架构设计。然后对主要硬件部分包括MCU、供电模块、CAN通信模块、驱动模块和信号采集模块进行了电路原理图设计，之后在功能安全标准的指导下计算了主要元器件的失效率和失效模式分布并设计了硬件的安全机制，最后对硬件架构失效指标和随机硬件失效指标进行了计算，结果表明所设计的控制器硬件满足功能安全的指标要求。　　（3）线控制动系统软件设计。依据功能安全软件阶段开发流程，将技术安全需求分配到软件层级，据此进行软件架构和软件单元的设计。本文基于E-GAS分层监控架构设计了线控制动系统三层软件架构，包括功能层、功能监控层和全局监控层，并对功能层和功能监控层算法进行了开发，设计了人工驾驶模式和自动驾驶模式下的制动策略、双绕组执行电机控制算法以及传感器故障诊断方法，并对传感器故障容错安全机制和安全状态进行了设计，完成了满足功能安全需求的线控制动系统软件开发。　　（4）线控制动系统故障注入测试。使用软件故障注入的方法对线控制动系统踏板行程传感器和主缸压力传感器进行故障检测和容错能力的验证。首先进行了双绕组执行电机与控制板和驱动板的装配与调试并搭建了线控制动系统试验台，然后对传感器故障注入方法和故障测试用例进行了设计，最后对踏板行程传感器和主缸压力传感器进行了故障注入测试，测试结果表明所设计的故障诊断方法可以有效的检测和定位传感器故障，且后续的故障处理机制可以保证系统功能稳定，避免失效风险，满足线控制动系统的功能安全目标。

关键词： C-V2X   车载终端   硬件设计   软件设计  

摘要： 针对V2X(Vehicle-to-Everything)车载终端需要满足高速行驶车辆低延迟、高速率和高可靠性的通信需求，开展基于C-V2X技术的车载终端设计与验证。该终端采用DMD31芯片与主副处理器相结合的设计、主天线和分集天线的增益设计以及全新的任务调度与数据交互设计，研究了该终端硬件系统与软件系统的结构和主要功能，分别在静态场景和动态场景下对该终端的性能进行了测试。结果表明：该终端在200 m内的通信时延低于19.7 ms，丢包率低于0.03%；与现有基于专用短程通信技术设计的车载终端相比，平均通信时延降低了0.4 ms，通信距离大于100 m后丢包率降低了1.8%。该终端的通信性能满足3GPP TS 36.521 Release 15标准规范，可用于构建各类车路协同应用。

关键词： 高端音响系统   硬件设计   创新  

摘要： 本文探讨了高端音响系统硬件设计中的创新点，分析了高端音响系统硬件设计面临的挑战，期望通过创新提升音响系统的性能和用户体验。

关键词： 电压互感器   极性检测   单片机  

摘要： 电压互感器在变电站中起到监测二次电压的作用，能够对变电站的高压设备进行电压保护，因此其正确可靠地运行十分重要。三相四星型的电压互感器可采用4个单相电压互感器构成，其极性容易接错。在新建变电站、变电站设备维护后都需要对电压互感器的极性进行检测。极性正确后，变电站才能够投入运行。基于单片机设计了三相四星型的电压互感器的极性检测设备，分为一次侧激励电源，二次侧手持终端设备。并搭建了实验平台，实验结果表明：该设备能够准确检测电压互感器的极性接线的方式是否存在错误。

关键词： 硬件设计   信息流跟踪   安全漏洞   时间侧信道   硬件木马  

摘要： 长期以来硬件作为计算机系统的信任根备受信任且被视为安全可靠的。但是,近年来不断涌现的硬件安全问题却揭示出硬件系统中存在众多安全漏洞。若攻击者利用这些安全漏洞攻击计算机系统时,可能会造成关键信息的泄露、篡改、系统功能的丧失甚至损毁等。目前,硬件设计验证技术多针对设计功能正确性检查,由于缺乏相应安全模型,难以检测违反安全策略的安全漏洞。因而,亟待研究能够在硬件设计早期验证可建模设计安全行为与分析设计安全性检测安全漏洞的方法和技术。本文在信息流理论框架下采用信息流跟踪技术研究高抽象层次硬件设计的安全模型和检测安全漏洞的方法。主要内容如下: (1)在门级抽象层次研究硬件设计的安全模型,构建可捕捉有害信息流的硬件设计安全模型和检测设计安全漏洞的形式化验证方法。本文在门级抽象层次提出了混合属性概念,结合信息流跟踪技术从信息流安全角度对设计安全行为进行建模,构建门级设计的混合属性安全模型。该模型为门级设计网表的每个逻辑单元分配包含安全属性和时域属性的混合属性标签,并依照一定的标签传播策略由设计输入向输出传播混合属性标签并计算输出的混合属性标签。通过跟踪混合属性标签的传播,该模型能够有效捕捉由设计安全漏洞所引发有害时间信息流、显式流、隐式流。此外,基于门级抽象层次的混合安全属性模型,本文提出了通过验证系统执行时间不变性属性和安全属性检测硬件安全漏洞,能够解决基于门级信息流安全模型的安全验证方法无法有效甄别时间侧信道安全漏洞与其它安全漏洞的短板。实验结果表明,该方法能够在设计早期有效的检测和甄别设计内潜藏的硬件时间侧信道安全漏洞。 (2)在寄存器抽象层次研究硬件设计的安全模型,构建可捕捉有害信息流的硬件设计安全模型和检测设计安全漏洞的形式化验证方法。本文在二级安全理论下,以信息流分析方法为基础研究寄存器传输级设计安全模型的精确标签传播规则,构建了寄存器传输级设计复杂操作语句的安全标签跟踪逻辑。该逻辑可附加在原始设计中,在不改变设计功能的情况下,精确捕捉设计内全部的隐式流和显式流,建模设计的安全行为。在此基础上,本文进一步提出了大规模寄存器传输级设计安全标签跟踪逻辑模型的建模方法。该方法能够解析寄存器传输级设计的抽象语法树,并从数据流和控制流角度按照精确标签传播规则对设计语句插入相应的安全标签跟踪逻辑,自动化地生成设计的寄存器传输级设计安全标签跟踪逻辑模型。此外,本文基于寄存器传输级设计安全标签跟踪逻辑模型,提出了通过安全属性检测安全漏洞的形式化验证方法。该方法利用寄存器传输级设计安全标签跟踪逻辑模型的安全行为描述能力,结合基于断言的安全属性验证方法,利用EDA测试验证工具,验证设计中是否存在违反信息流安全策略的情况,检测设计内潜藏的安全漏洞。实验结果表明,该方法能够在设计早期有效检测和甄别设计内潜藏的硬件安全漏洞。

关键词： 汽车维修专业   CAN总线通信系统   车窗控制系统   硬件电路设计   软件程序设计  

摘要： 随着汽车电子化的发展，CAN总线通信系统在汽车维修专业中的重要性日益凸显。本文探讨了基于CAN的车窗控制系统，结合硬件电路和软件程序设计以及示波器和CAN分析仪的使用，来加深学生对CAN总线通信系统原理和协议及数据收发过程的理解。这种实践性学习方法能够增强学生的学习兴趣，提高学生的创新能力，为未来做好汽车维修等岗位工作打下坚实基础。

关键词： 浅压缩   模式决策   比特代价   绝对误差和(SAD)  

摘要： 提出一种数字音视频编解码技术标准(Audio Video coding Standard,AVS)浅压缩模式决策算法的硬件实现方案,为面向低延时的浅压缩场景提供更加适配的编码方案,并减少使用的硬件资源。该方案通过计算不同预测模式下编码当前像素块所需的比特代价和不同预测模式下重建像素块与原始块的绝对误差和(Sum of Absolute Difference,SAD)值,快速决策出最优的预测模式,提高了系统的效率和稳定性,使得系统在图像质量和处理速度两个方面都能够得到良好的性能,有效改善面向低延时浅压缩场景的编码效果,更好地满足实际应用需求。