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前两天在网上看到有网友评论说ECU的开发很简单，无非就是一些AD传感器以及开关马达等入出力设备的设计，听起来似乎和大学时学的51单片机没什么太大区别，真的这么简单吗？
一款ECU，从开发到量产，大体上需要经过下面几个步骤，从基板机构的设计，到硬件回路的构成，再到软件开发，再之后数据标定，基本上每一步都需要一个团队去实施，而网友的评论，显然是针对软件开发的，刚好，笔者本人在ECU软件开发上也是折腾了不少年，对ECU软件开发勉强算是熟悉，我们就来聊聊ECU的软件开发。
汽车的电子控制单元比较多，除了各个单元本身功能的设计，还涉及到多单元间的通信交互，我们选择构成相对简单的电喷摩托车ECU进行探讨，毕竟大部分电喷摩托车的ECU数量通常只在一手之数，排开一些附加功能的ECU比如ABS及相对简单的仪表显示控制ECU不谈，很多功能基本上只集中在一块ECU上，本次就以这块ECU为例进行说明。
这部分的共通性比较强，基本上是芯片依存，即同一款芯片的启动代码大体上是一致的，相较于别的功能性代码设计，这部分的代码量可以说是比较小，有一点比较麻烦的是这部分的代码只能用汇编语言编写，因为在芯片启动阶段C语言的运行环境尚未准备好。
可能有人会有疑问，在学习51单片机时我们并不需要编写启动代码，选择好芯片之后编译器会自动帮我们生成好启动代码，车用ECU的启动代码，是不是也能自动生成呢？可以，但不完全，除了最基本的ROM/RAM自检，系统时钟，堆栈指针初始化，看门狗的初始化等之外，我们还有不少要考虑的东西，比如自检失败时的错误处理机制，自检过程中程序烧写模式的可跳转化，运行过程中发生意外复位后看门狗再配置时的等待时间设置是否合理等等。
ECU正常启动并能够正确跳转到C语言运行环境后，开始执行C语言模式下各种初始化设定，比如端口，AD，时钟，计数器，中断等等（这里假设ECU不使用实时操作系统控制，事实上电喷摩托车的动力控制系统很多时候确实不使用操作系统，而是以最简单的中断处理机制，实现资源开支的最小化及响应的快速化，芯片的中断根据晶振及时钟分频等特性能实现更快速的微秒级控制），这部分内容的设计需要对所使用芯片的芯片手册比较熟悉，正常车用级32位芯片的手册大概是两三千页，有一点可能比较头疼的是手册文档大部分时候没有中文版。
这部分是代码量占比的大头，从车子最基本的喷油点火控制，到各种AD传感器的读入及使用，怠速控制，燃油泵等涉及到实际入出力设备为主的控制，以及故障诊断，程序烧写功能，开发阶段测试，生产线测试用功能，防盗功能等等。单纯从功能模块上可能感受不出软件设计具体要做的事，简单举些例子：喷油功能的设计，先决条件有哪些？什么时候可以喷？什么时候必须停止喷？和点火的时序关系？多缸喷油的时序？触发中断的条件如何？实施过程中能被哪些功能打断？喷油量要考虑哪些参数？硬件的延迟时间影响怎么规避？自身的中断处理最多能执行多久？如何识别自身故障？哪些别的故障会影响到喷油？故障发生时怎么处理等等。
又比如程序的烧写功能设计，什么模式下可以跳转到烧写模式？烧写到半断电了怎么处理？等等。当然其中一部分功能的设计可能会有设计专家给出甚至已经设计好流程图，软件设计时可以参照流程图实施，但也只是部分，另外变量在不同中断级别的冲突问题，堆栈使用量的问题等等是软件设计时不得不考虑的问题。
上述从系统功能上说了个概要，还有很多尚未提及的，比如功能安全，为标定及测试等预留的通信功能，OBD法规的对应等，展开的线的理解等；再比如成本的考虑，并不是所有电喷摩托车的ECU都能用上32位芯片，根据系统功能的复杂度及定价的不同，不少车型可能只能用16位或者更低配置的芯片，这时候，出于芯片资源的配置（ROM，RAM，堆栈等）考虑，甚至不能用C语言开发而要使用汇编，不用怀疑，现在确实还有汇编开发的车子，单个芯片的价格差别可能不是太大，而量产车数量通常都是以万辆为单位，成本差异就变大了。
所以，AD传感器马达等入出力的设计只能算是ECU开发中很小一部分的内容，而对安全性和稳定性要求极高的车规级ECU开发，就如同一道高品质的菜，那一小部分的内容只能说是会洗菜了，距离做出美味的菜品，还有很远的距离，其中的细节真的没那么简单！ |
