網(wǎng)關互連CAN網(wǎng)絡中的消息最壞響應時間分析研究.pdf

1、近年來隨著工業(yè)、科研和經(jīng)濟等領域的快速發(fā)展，汽車作為人們的代步工具在日常生活中占據(jù)著日益重要的地位，人們對汽車電子系統(tǒng)在安全性、舒適度以及駕駛性能方面提出了更高的要求，由此導致的系統(tǒng)復雜性也越來越高。為了減少設計的復雜性和成本，每個電子控制單元（Electronic Control Unit,ECU）都集成實現(xiàn)了多個功能，而同一個功能所包含的任務需要多個ECU來完成，這就導致了不同子系統(tǒng)之間的依賴性增加了，其通信需要借助網(wǎng)關來實現(xiàn)。由于

2、現(xiàn)有的對于CAN網(wǎng)絡中消息的調(diào)度性分析大都局限于單個CAN網(wǎng)絡，因此網(wǎng)關的引入對CAN網(wǎng)絡中消息的調(diào)度性分析帶來了新的挑戰(zhàn)。本文從消息最壞響應時間（Worst-Case Response Time,WCRT）的問題入手在消息最壞響應時間的分析和優(yōu)化等方面提出相應的分析算法，以保證汽車電子系統(tǒng)的安全性和資源的高效利用。
　　針對上述問題，本文做了以下幾個方面的工作：
　　首先分析了非網(wǎng)關消息的最壞響應時間，其只在源網(wǎng)絡中進行傳

3、輸。首先分析了網(wǎng)關互連的CAN網(wǎng)絡系統(tǒng)模型，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的算法為簡化分析忽略了相鄰到達網(wǎng)關的網(wǎng)關消息之間高優(yōu)先級消息的干擾，使得網(wǎng)關消息在目的網(wǎng)絡可能對目標消息造成更大的干擾，使得結果較為悲觀；另外由于需要分析網(wǎng)關消息到達網(wǎng)關的不同順序所造成的影響，所采用的窮舉算法使得算法的時間復雜度較高。針對該問題，通過考慮相鄰到達網(wǎng)關的網(wǎng)關消息之間高優(yōu)先級消息的干擾來減小結果的悲觀性，另外通過計算在目標消息忙周期內(nèi)每個網(wǎng)關消息所能造成的最大干擾時延并降

4、低消息數(shù)據(jù)之間的依賴性，無需分析網(wǎng)關消息到達網(wǎng)關的不同順序所造成的影響，降低了算法的時間復雜度。
　　其次分析了網(wǎng)關消息的最壞響應時間，其需要先后在兩個CAN網(wǎng)絡中進行傳輸，本文采取“分而治之”的方法，并將網(wǎng)關消息在目的網(wǎng)絡的情況轉(zhuǎn)化為與非網(wǎng)關消息相同的情況來處理。然后在上述的基礎上做了進一步的優(yōu)化分析，當網(wǎng)關消息在目的網(wǎng)絡釋放時，在其之前到達目的網(wǎng)絡的高優(yōu)先級網(wǎng)關消息可能有部分消息已經(jīng)傳輸完成，而這部分已經(jīng)傳輸完成的消息將不會造