汽車FlexRay總線靜態(tài)段調(diào)度方法及其實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、隨著車內(nèi)電控系統(tǒng)(ECU)數(shù)量不斷增多，ECU間高速實(shí)時(shí)的通信需求越來越大，車內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。與傳統(tǒng)CAN總線相比，F(xiàn)lexRay總線在傳輸效率、可靠性和靈活性方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，能夠滿足未來車內(nèi)ECU網(wǎng)絡(luò)通信要求，被公認(rèn)為新一代汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，汽車網(wǎng)絡(luò)作為典型的安全關(guān)鍵系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)調(diào)度方法是確保其實(shí)時(shí)可靠通信的關(guān)鍵問題之一。
　　本課題以國(guó)家自然科學(xué)基金為依托，針對(duì)FlexRay系統(tǒng)靜態(tài)段固定分配時(shí)隙機(jī)制

2、在消息實(shí)時(shí)性和網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率方面的不足，提出一種靜態(tài)時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配的消息調(diào)度機(jī)制(SDAS)，給出該機(jī)制下SDAS調(diào)度器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型和實(shí)現(xiàn)算法，并定量分析各靜態(tài)消息最壞響應(yīng)時(shí)間;在對(duì)FlexRay幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，以靜態(tài)段時(shí)間碎片最小為目標(biāo)，以消息可調(diào)度和通信周期有界為約束條件，建立了SDAS機(jī)制下相關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置方法。然后，基于飛思卡爾MC9S12XF512芯片和恩智浦TJA1080收發(fā)器對(duì)SDAS機(jī)制中FlexRay節(jié)點(diǎn)軟硬件實(shí)

3、現(xiàn)進(jìn)行深入研究和設(shè)計(jì)，包括軟硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)、SDAS調(diào)度器以及相關(guān)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后，搭建基于CANoe.FlexRay的汽車FlexRay網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配的半實(shí)物半仿真平臺(tái)，在對(duì)虛擬節(jié)點(diǎn)詳細(xì)設(shè)計(jì)后，從消息的可調(diào)度性、實(shí)時(shí)性、帶寬及時(shí)隙利用率方面對(duì)本文設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，與固定分配時(shí)隙相比，SDAS機(jī)制能有效提高消息實(shí)時(shí)性和帶寬利用率，改善應(yīng)用FlexRay總線的整車系統(tǒng)可靠性和實(shí)時(shí)性，具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義