谢孟
摘 要：在汽车电子设计工作当中，采用FPGA技术，能够保证汽车电子系统的安全运行，提高系统的运行效率。设计人员在实际工作当中，需要详细了解汽车的内部结构，不断调整相关的设计方案，保证汽车的生产质量。基于此，文章主要分析汽车电子中FPGA技术的具体应用，希望能够给相关工作人员提供一定的参考与帮助。
关键词：汽车电子系统；FPGA技术；应用
中图分类号：U463.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0160-02
FPGA又被称为现场可编程门阵列，由于其具有运行稳定、安全可靠、操作简单等特点，已经被人们广泛应用到汽车电子设计当中。在汽车电子设计工作当中，采用FPGA技术，能够为设计人员提供更多的低成本方案，减少安全事故的发生，降低企业的经济损失。鉴于此，本文主要研究FPGA技术在汽车电子当中的应用，保证我国汽车企业能够更加快速的发展。
1 FPGA的相关概念与图形化FPGA编程
FPGA技术主要以PAL、GAL与CPLD等三种编辑器为基础衍生出来的产物，在专用集成电路当中，其属于一种半定制电路，对定制电路具有一定的保护作用，当编辑器件中的门电路发生故障时，FPGA能够有效保证系统的稳定运行。根据大量的实验数据表明，在车载测试当中，采用FPGA技术，能够进一步提高汽车电子系统的可靠性。汽车电子设计人员在实际工作当中，需要熟悉掌握系统汽车内部各个硬件的使用情况与相关设计语言，将汽车车载的相关设计语言进行图形化编程，能够有效降低企业的设计成本，满足汽车电子系统安全运行的要求。
在汽车电子系统当中，利用直观的图形化FPGA编程，能够帮助工作人员更好的开发新产品，节约系统运行成本。例如，在汽车电子系统当中，运用LABVEEW FPGA图形编辑时，能够帮助工作人员更加直观的掌握系统的运行动态，既提高了工作人员的工作效率，又能够节系统的运行时间，为汽车电子系统的稳定运行打下一个良好的基础。汽车电子系统设计人员在实际工作当中，可以将图形开发现场中的各个编程输入到相应的软件当中，该软件又被称为自定义软件。采用这种方法，能够减少编程数据的错误率，帮助设计人员更好的监测系统的运行情况。当汽车电子系统升级时，相应的软件也要随之不断升级，保证汽车电子编程数据的精确性，从而保证设计人员的工作质量。
2 FPGA技术的应用范围
FPGA的应用主要范围主要分为两方面，分别是车载数据采集技术与汽车电子控制器的硬件仿真中的应用。
2.1 车载数据采集
目前，我国汽车电子系统测试当中，车载数据采集系统是比较常见的系统之一，其主要功能是记录汽车系统内部出现的传感信号。将FPGA应用到车载数据采集当中，能够保证系统中的数据有效处理，提高了车载数据的利用率。常用的车载数据采集技术主要包括车载信号的采集与处理。另外，在车载数据采集技术中应用FPGA，还能够及时处理系统中出现的“高级信号”。对于底层的信号数据来说，由于其内部的信号处理较多，要求具有较强的处理速度，与其他数据处理技术相比，FPGA技术能够保证数据的安全性，提高了数据的处理效率。
2.2 汽车电子控制器的硬件仿真
在汽车电子系统当中，硬件在环仿真具有至关重要的作用，硬件在环仿真主要指的是在虚拟环境中，将系统中的硬件进行有效组合，帮助设计人员更好的掌握汽车电子系统中的内部运行状态。将FPGA应用到硬件仿真当中，能够有效提高汽车的运行速度，以便于工作人员更好的检测汽车电子系统运行情况，也会缩短汽车电子系统的开发周期，有效减少设计成本，提高汽车的生产质量。
在汽车电子系统当中，为了保证系统能够更加稳定的运行，采用FPGA具有非常重要的作用。由于FPGA主要是PAL、GAL与CPLD等三种编辑器发展得来。FPGA技术本身也具有强的逻辑性，当汽车电子系统当中的逻辑单元较多时，采用 FPGA技术，能够将这些逻辑单元准确排列，提高汽车电子系统中逻辑单元的利用率。在汽车电子系统当中，车载数据的有效采集具有非常重要的作用，而采用FPGA技术，能够有效提高系统的数据信号处理能力，为汽车电子系统提供保证。
3 FPGA技术在汽车电子中的具体应用
3.1 便携式车载数据采集系统
在汽车电子系统当中，便携式车载数据采集系统主要包括4个部分，分别是温度传感信号、声音振动信号、压力荷载信号与位置信号等，这4个部分主要用于汽车总体性能的评价。根据大量的实验数据显示，以上这4种信号会随着环境的变化而发生一定的变化，对车载数据与环境等要求较高，当采用NICompactRIO控制系统时，理论上应该选择LabVIEW FPGA模块与LabVIEW Real-Time模块，采用以上这两个模块，能够减少设计成本，保证汽车电子系统中的各个数据得到更好的处理。
FPGA技术在便携式车载数据采集系统中的应用流程如下：首先，建立一个CompactRIO硬件平台，该平台主要用于承载FPGA中的运行系统；其次，在保证CompactRIO硬件系统稳定运行的条件下，构建FPGA芯片，该芯片是CompactRIO硬件的核心，将汽车电子系统中各个相对应的模块进行有效连接，车载模块能够与汽车内部的传感器与网络系统进行有效连接，并将系统中的运行数据传输给上级处理器；最后，设计人员需要在汽车电子系统当中建立一个数据处理器，该处理器可以对系统中的数据进行二次处理，进一步提高了数据的精确性，保证汽车内部的各项数据得到更好的利用。
除此之外，在汽车电子系统当中，该便携式车载数据采集系统的应用范围比较广泛，可以应用在汽车电子实验室与车速测试场中。为了有效保证系统的运行效率，设计人员需要选择合理的车载模块与内部的运行程序，满足汽车试验的各项要求。在保证车载数据采集系统稳定运行的基础上，设计人员还要随时掌握外界温度情况，并结合外界温度的实际情况，选择合理的运行程序与车载模块。在汽车电子系统当中，设计人员还要安装LabVIEW应用程序，该程序能够将系统进行有效整合，并将系统数据直接输出到计算机系统当中，进一步保证了汽车电子系统数据的精确性。
3.2 FPGA技术在汽油发动机硬件环仿真中的具体应用
在汽车电子系统当中，汽油发动机硬件环仿真具有非常重要的作用。基于NL LabVIEW FPGA模块与NI PXI-7831R模块当中，通过对汽车电子系统的仔细分析，能够保证FPGA技术在汽油发动机硬件环仿真中得到更好的应用。例如，在汽车电子系统当中的发动机硬件当中，利用以上两个模块与FPGA技术，能够对汽油发动机硬件环进行更好的仿真，这在一定程度上也不断提高了汽车电子系统的运行效率。
在汽油发动机硬件环仿真中，应用FPGA技术的流程为：首先，设计人员需要保持汽车电子系统当中的硬件仿真系统的旋转角度与曲轴角度相同，并将系统当中的数据控制器作为仿真系统的输入端；其次，对仿真系统中的数据输出端输出的数据详细记录，当出现异常数据时，可以进行二次输入，从根本上保证输入数据的准确性；最后，在汽油发动机硬件环仿真中，需要设置大量的信号传感器，并根据规定的相关函数，不断输出系统中的信号，从而提高信号的安全性。
在实际应用的过程当中，为了保证系统中各个模块的安全性，可以在汽车电子系统中设置相应的控制系统，一旦系统中的模块出现破坏，该控制系统会及时发出警报，提醒设计人员及时调整系统，从而提高系统的安全性。研究表明，基于PXI平台的重复设计模块，能够有效提高汽车电子系统的稳定性，提高了系统传感信号的利用率。在该汽车系统当中，由于使用了LabVIEW来开发FPGA，能够进一步提高汽车电子系统的逻辑性。针对不同气缸的发动机，采用不同的计算机网络软件，能够有效节省企业的投入成本。当然，如果采用LabVIEW仿真工具包，能够帮助设计人员将MathWORKS Simulink（r）仿真模型更好融入到LabVIEW平台当中，节省大量的研发时间，从而有效保证汽车电子系统的安全稳定运行。
4 结束语
将 FPGA技术应用到便携式车载数据采集系统与汽车发动机硬件在环仿真当中，能够提高汽车电子系统的运行效率，减少成本的浪费，从根本上提高了汽车的生长速度与质量。但是，由于我国的FPGA技术发展比较缓慢，汽车电子系统设计人员在实际工作当中，需要不断学习先进的知识，提高自身的专业技能，从而保证我国社会经济能够更加快速的发展。
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