FlexRay總線測試平臺與網(wǎng)絡通信優(yōu)化研究.pdf

1、隨著汽車電子技術的發(fā)展，車載電子設備對車載通信網(wǎng)絡的帶寬需求和實時性在不斷的增長，F(xiàn)lexRay作為下一代車用網(wǎng)絡，由于其高帶寬、雙通道冗余、消息發(fā)送時間的確定性等優(yōu)點，目前已經(jīng)得到了較為廣泛的應用。
　　本文圍繞兩個問題展開研究:(1)在FlexRay總線通信網(wǎng)絡設計與調試的過程中，為了獲取各個節(jié)點的運行狀態(tài)，從而進一步分析網(wǎng)絡性能，需要設計一種測試平臺能夠詳細記錄網(wǎng)絡數(shù)據(jù);(2)在FlexRay通信網(wǎng)絡中，當前通用方法是為每個

2、消息分配一個FlexRay靜態(tài)段時槽，然而這樣導致FlexRay靜態(tài)段時槽利用率低，造成帶寬浪費。
　　本文針對以上述第一個問題設計了FlexRay網(wǎng)絡測試平臺，由數(shù)據(jù)采集設備和上位機監(jiān)控界面組成。測試平臺使用FPGA作為核心器件，設計了集CPU、SPI接口、存儲器等IP核于一身的數(shù)據(jù)采集設備。設計了FPGA與FlexRay網(wǎng)絡節(jié)點通信的SPI協(xié)議。FPGA和上位機之間采用USB通信，并設計了USB通信協(xié)議和MySQL數(shù)據(jù)庫管理軟

3、件，能夠將采集的數(shù)據(jù)存入MySQL數(shù)據(jù)庫中并可實時顯示給用戶以完成進一步的分析。
　　針對上述第二個問題，在研究了FlexRay網(wǎng)絡通信機制的基礎上，提出了二次整數(shù)規(guī)劃模型，可以實現(xiàn)各節(jié)點發(fā)送消息的時槽分配優(yōu)化進而提高帶寬利用率。通過循環(huán)求解約束條件將二次整數(shù)規(guī)劃問題轉換成為求解一次整數(shù)規(guī)劃問題，進而利用CPLEX軟件求解得到最優(yōu)解，最終得到FlexRay網(wǎng)絡調度表。同時設計了隨機消息生成器與優(yōu)化結果顯示界面以完成模型測試，隨機消