汽車CAN網(wǎng)絡(luò)高精度時(shí)鐘同步技術(shù)的研究.pdf

1、控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerAreaNetwork，CAN)由于其通訊實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高被廣泛運(yùn)用在汽車總線中。隨著汽車電控系統(tǒng)(ECU)數(shù)目不斷增多，精確的時(shí)鐘基準(zhǔn)是高性能汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要因素之一。因此，研究汽車CAN網(wǎng)絡(luò)及其時(shí)鐘同步問(wèn)題，建立低消耗、高精度的時(shí)鐘同步算法具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文在分析CAN總線的相關(guān)特性、分層結(jié)構(gòu)、總線報(bào)文格式、通訊機(jī)制及錯(cuò)誤檢測(cè)和故障界定等方面的基礎(chǔ)上，對(duì)汽車CAN網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的時(shí)鐘同步方

2、法及其實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　 首先介紹了CAN總線發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，時(shí)鐘同步的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并具體介紹了CAN總線分層結(jié)構(gòu)、四種報(bào)文格式、總線通信機(jī)制、錯(cuò)誤診斷檢測(cè)等方面。
　　 然后針對(duì)時(shí)鐘同步在汽車CAN網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。先介紹時(shí)鐘漂移率和時(shí)鐘同步機(jī)制的基本概念，通過(guò)分析主從及其改進(jìn)算法和協(xié)商時(shí)鐘同步等方法優(yōu)缺點(diǎn)，提出基于備用同步主節(jié)點(diǎn)優(yōu)先表的“時(shí)鐘漂移率”時(shí)鐘同步方法。在當(dāng)前主節(jié)點(diǎn)失效的情況下，利用備用同

3、步主節(jié)點(diǎn)優(yōu)先表進(jìn)行節(jié)點(diǎn)協(xié)商確定備用主節(jié)點(diǎn)，從而減少因系統(tǒng)周期協(xié)商而帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)冗余負(fù)載問(wèn)題，并最終給出相應(yīng)同步算法。
　　 最后對(duì)本文提出的基于“時(shí)鐘漂移率”時(shí)鐘同步算法在CANoe仿真軟件中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。本文在詳細(xì)敘述時(shí)鐘同步方法模型、數(shù)據(jù)庫(kù)、CAPL編程設(shè)計(jì)之后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)仿真表明當(dāng)選取主節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，各節(jié)點(diǎn)掃描備用同步主節(jié)點(diǎn)優(yōu)先表，選取優(yōu)先級(jí)別最高的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)且系統(tǒng)正常運(yùn)行，說(shuō)明本文算法可以有效地防止主從時(shí)鐘同