1汽车控制系统与数据管理系统的简介与发展
1.1汽车控制系统简介
汽车控制系统在发展之初是由大批车载计算机构成的节点组合而成的，这些节点就是电子控制单元（ECU），它们通过局域网控制器（CAN总线）实现内部连接。随着技术的发展，汽车功能的增加必然会使ECU的数量有所增长，汽车上收集数据的传感器数量增加，汽车控制系统需要处理的数据也越来越多，这对汽车控制系统来说不啻为一个极大的挑战。
1.2汽车控制系统的发展趋势
随着汽车传感器的增加与传感器数据的细致化，包括人们对未来汽车各种功能的需求，汽车控制系统所需要处理的数据必定会越来越多，这就要求新的汽车控制系统一定要有足够的数据处理和数据分析能力，而且汽车控制系统的实时控制特点决定了它必须是一个快速且高效的系统，很多数据具有无比严苛的实效性，汽车控制系统一定要进行良好的数据管理规划并在短时间做出反应。
1.3汽车控制系统中的数据管理系统介绍
由于汽车控制系统的典型嵌入式实时系统的特点，控制程序要有严格的时效性和准确性，这种时候一个准确地分配汽车传感器数据给ECU使其进行准确计算与回馈的CAN总线便显得尤为重要，而如何达到这种分配效率，则需要一个强大的数据管理系统。传统的汽车数据管理系统是分布在独立的数据控制程序之中，由不同的程序管理不同的数据，这种数据方法虽然减少了一个大数据管理系统的工作量并且使数据管理分流更易于计算，但是在程序的开发和维护过程中经常会出现数据一致性难以维持、更新功能受限等损耗大量成本的问题。因此为了实现汽车控制程序中高效率的数据存取，新的数据管理技术——实时数据库技术出现了，它借鉴了传统数据库管理数据的优点，为汽车控制系统的各个程序提供统一的数据存取接口，这样就大大降低了汽车控制系统维护和更新需要的成本，也使汽车控制系统更能专注于控制方面的功能。
2实时数据库数据更新方法在汽车控制系统中的应用
2.1实时数据库在汽车控制系统中的应用
汽车控制系统的正常运行需要有大量传感器和ECU同时工作，把传感器数据和计算数据进行统筹才能达到汽车控制系统的效果。举例来说，轿车的控制系统中的数据有以下几类：传感器数据（直接来自传感器的原始数据）、执行器数据（来自执行器的原始数据）、变量数据（与计算工程数据相关的数据）、工程数据（提供给控制程序的具体数据）、日志数据（汽车运行时记录数据）等。汽车控制系统在不同的ECU和控制程序之间还有大量的交换数据需要通过CAN总线发送到其它ECU中，这些数据有实时数据和非实时数据的区别，实时数据具有强烈的实效性，如传感器传输的反映汽车实时状态的数据。实时数据又分为硬实时数据和软实时数据，区别大概就是动力传动系统那样的数据和空调系统的数据这样的差距，软实时数据被允许有一定的时间差，但是硬实时数据在实时数据管理中必须处于优先地位。实时数据库系统主要应用在对数据的实效性要求很高的数据处理领域，它的重点不在于数据的吞吐量，而是在于事务执行的可预见性，从某种程度上来说，准确的数据处理和数据预见可以让汽车控制系统变得更加高效安全。实时数据库有着控制程序的统一访问接口，简化了控制程序，节约了存储空间，使汽车控制系统处理更加方便快捷。汽车控制系统和实时数据库管理系统还不是特别完善，其主要问题在于实时数据库也占有一定的存储空间，统一的数据接口带来的时间延迟和实时数据库系统不停数据更新带来的系统性能降低，所以，这一技术还有很大的发展空间。但是实时数据库对于数据更新和数据一致性的控制无疑是目前最方便的数据库管理方式。
2.2数据更新方法在实时数据库系统中的应用
在实时数据库管理系统中，数据及时更新方法主要有即时更新和延迟更新两种。即时更新就是当传感器获得数据的同时，相应的传感器事务马上上传数据，即使传感器监测到的各种情况没有变化或者在允许的阈值内变化，数据也是会不停地即时更新，导致一定程度上的系统资源浪费。延迟更新（On-demand），就是与即时更新不同，当监测到的数据产生变化，超出规定范围的数据才会被监测和上传，使用延迟更新方法就能节省系统资源，使汽车控制系统的性能得到提升。数据实时更新在汽车管理系统中有以下几个步骤：（1）当传感器提供数据时，首先检查数据是否符合外部一致性，如果使过期数据，那么实时数据库则在数据继续使用之前采用更新的数据替代它。（2）当有效数据形成后，首先检查有效数据有没有继续更新的可能，如果没有更新的数据，那么直接使用该数据进行分析。（3）基于程序规则对实时数据进行检查，如果符合程序规则，那么就可直接用于汽车管理数据系统的程序分析。数据实时更新在经过以上的筛选之后，就能进入汽车控制系统，通过CAN总线的分配进入负责运算的ECU中，为汽车控制提供精准的数据和行为预测。
3结语
实时数据库系统在汽车控制系统中发挥着重要的作用，数据更新方法的应用在这一环节中显得尤为重要，在汽车控制系统的发展中要更注重数据的及时性和准确性，为更稳定的汽车控制和更完善的汽车功能打下基础。
作者：王艳 方斌 单位：南京理工大学
