車載FlexRay主干網的構建與性能分析.pdf

1、FlexRay是下一代車載網絡發(fā)展的方向。它的研究對于構建高速車載網絡、進行線控單元的設計和開發(fā)以及相關控制器的設計都有非常重要的意義。
　　FlexRay協議目前已經更新到2.1版本，擁有眾多的汽車制造商和零部件供應商的支持，且在BMW公司的X5系列車上得到了成功應用。本文在當前成熟的FlexRay開發(fā)方案的基礎之上，采用Freescale公司的MC9S12XF512芯片和NXP公司的總線收發(fā)芯片構建了FlexRay主干網絡。同

2、時對FlexRay網絡的動態(tài)段的延遲特性和靜態(tài)段的調度算法進行了有效的分析，為網絡設計提供了有力的理論依據。
　　為使本文的結構清晰，便于分析和討論，本文第二章闡述了FlexRay的基本特性。對FlexRay的協議操作控制（幀格式、媒體訪問控制、時鐘同步等）進行了詳細的介紹，分析了常見的網絡拓撲結構及其特性，為后面的網絡性能分析做了必要的知識準備。
　　本文第三章給出了FlexRay主干網的設計方法。主信息處理單元采用Fre

3、escale公司的MC9S12XF512芯片，FlexRay收發(fā)單元采用TJA1080總線收發(fā)器。考慮到和其它車載網絡如CAN、LIN網絡的兼容，文章同時給出了CAN、LIN網絡節(jié)點的設計方法。對于上述網絡的硬件設計和軟件構架，文中也給出了詳細的說明，最后通過實驗數據證明了此設計方法的可行性。
　　延遲特性是網絡性能的一個重要指標，如何能夠對網絡延遲進行有效的預估同時對造成延遲的因素進行有效的分析是網絡設計中亟待解決的問題。本文在

4、分析FlexRay節(jié)點傳輸特性的基礎之上，基于傳輸協議的基本內容，提取了造成網絡延遲的主要因素。在分析和比較延遲因素對于系統性能影響之后，為了工程計算的方便，對延遲模型進行了簡化。在此基礎上，給出了延遲預估的目標函數和相應的約束條件，將延遲預估轉化為整數線性規(guī)劃問題。在設定網絡參數之后，比較預估值和實際值之間的關系，證明了預估方法的正確性。文章同時分析了延遲數據的統計特性（數學期望和均方差），得出網絡延遲和通信周期有較大關系的結論。