整車CAN網(wǎng)絡消息調度研究.pdf

1、控制器局域網(wǎng)(CAN)作為一種基于非破壞性仲裁串行通訊協(xié)議，由于其在EMC、傳輸機制、錯誤檢測等方面的優(yōu)點，目前在汽車、工業(yè)控制、航天等行業(yè)應用廣泛。在整車網(wǎng)絡中，CAN總線已經(jīng)成為動力總成網(wǎng)絡、車身網(wǎng)絡的首選總線類型，并逐步應用于舒適性網(wǎng)絡中。在整車網(wǎng)絡設計和實施過程中，為了保證分布式功能信號準確、實時、穩(wěn)定地傳輸，需要設計最優(yōu)化的軟件綜合調度機制，保證多任務下的實時性以及惡劣環(huán)境下整車網(wǎng)絡魯棒性等性能。消息調度作為軟件綜合調度的一個

2、重要內(nèi)容，是保證整車CAN網(wǎng)絡實時性的重要課題。
　　論文在介紹車載網(wǎng)絡和分析CAN總線協(xié)議的基礎上，對整車CAN網(wǎng)絡的消息調度問題進行了系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容有：
　　1、分析了車載 CAN網(wǎng)絡的實時特性，介紹了工程中進行整車網(wǎng)絡設計時，CAN節(jié)點對信號和消息的相關處理機制。同時，論文建立信號時間模型，分析了為保證網(wǎng)絡實時通信，消息必須滿足的傳輸時限要求，并推導了相應的計算公式。
　　2、研究了實時調度算法：靜態(tài)調度、

3、動態(tài)優(yōu)先級調度(DPS)和固定優(yōu)先級調度(FPS)，分析了CAN消息調度與單處理器任務調度的異同，在MATLAB/Simulink的Stateflow工具中建立CAN網(wǎng)絡模型，仿真分析了FPS中的速率單調調度(RMS)和DPS中的最早截止期優(yōu)先(EDF)在CAN消息調度中的性能。仿真表明，EDF有更好的調度性，RMS有更好的可預見性。綜合考慮實現(xiàn)的難易度、成本、可預見性及穩(wěn)定性等，F(xiàn)PS更適合整車CAN網(wǎng)絡消息調度。
　　3、針對

4、現(xiàn)有研究對CAN消息的可調度性存在誤判的問題，論文將CAN消息抽象成不可搶占的任務，在研究固定優(yōu)先級搶占調度(FPPS)任務最壞響應時間的基礎上，擴展了i級忙周期的概念，對固定優(yōu)先級非搶占調度(FPNS)周期任務和周期偶發(fā)任務最壞響應時間進行了詳細的分析推導，進而得到能準確判斷可調度性的消息最壞響應時間計算公式。論文利用推導的公式計算比較了三種 FPS對普通任務集的調度性能，結果表明最佳優(yōu)先級分配原則的性能優(yōu)于RMS和DMS。