CAN總線實時性和可靠性若干問題的研究.pdf

1、CAN總線以其成本低、性能好、靈活性高等優(yōu)點(diǎn)在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。工程上也將其用在如汽車、航空飛行器等與人性命攸關(guān)的場合，但是如何從理論研究和工程實踐出發(fā)對CAN總線的實時性和可靠性進(jìn)行定量評價，從而證明CAN總線可以應(yīng)用于對實時性和可靠性都有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，這已然成為目前不少學(xué)者和工程技術(shù)人員的研究熱點(diǎn)問題之一。
　　 排隊論主要研究系統(tǒng)平衡狀態(tài)下包括均值在內(nèi)的各種性能指標(biāo)。依據(jù)CAN總線CSMA/CD協(xié)議，建立了具有優(yōu)

2、先級的非強(qiáng)占M/G/1排隊論模型，給出了響應(yīng)時間均值的計算方法，進(jìn)而研究了響應(yīng)時間均值和總線負(fù)載率之間的變化規(guī)律。上述研究結(jié)論為CAN總線通信系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)。
　　 采用時間/事件混合觸發(fā)的狀態(tài)機(jī)實現(xiàn)方法，提出了基于混合觸發(fā)狀態(tài)機(jī)的最糟糕響應(yīng)時間的計算方法；針對目前CAN總線最糟糕響應(yīng)時間分析未考慮本地阻塞的情況，提出了基于硬件軟件緩沖區(qū)的最糟糕響應(yīng)時間計算方法；給出了相應(yīng)的可調(diào)度判據(jù)并以電動汽車CAN總線通信系

3、統(tǒng)為例進(jìn)行了分析計算。
　　 針對目前尚無直接測量CAN總線消息響應(yīng)時間裝置的情況，開發(fā)了CAN總線消息響應(yīng)時間測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了三項關(guān)鍵技術(shù)，即基于GPS的時鐘同步方法、鎖相環(huán)電路設(shè)計和基于優(yōu)先級信號量的互斥進(jìn)程共享實時時鐘的實現(xiàn)方法。通過實驗說明該系統(tǒng)具有良好的精度，為基于實驗數(shù)據(jù)的響應(yīng)時間隨機(jī)特性的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 對CAN總線消息響應(yīng)時間的實驗數(shù)據(jù)從時間序列角度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明不同的消息模型其響應(yīng)時