車載網(wǎng)關(guān)設(shè)計方法及其網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)研究.pdf

1、隨著車載電控單元的日益增多，單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難以滿足車輛功能和性能要求，故整車網(wǎng)絡(luò)按照功能被劃分為若干子網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)關(guān)進行互聯(lián)，形成高性能的車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。車載網(wǎng)關(guān)作為整車網(wǎng)絡(luò)信息交互的中心，對整體網(wǎng)絡(luò)性能有著重要影響，是車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的重要內(nèi)容。
　　本文針對實際工程的需求，對車載網(wǎng)關(guān)設(shè)計方法及其網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)進行深入研究?；谲囕d網(wǎng)關(guān)的基本結(jié)構(gòu)提出了網(wǎng)關(guān)功能，包括信息路由功能和網(wǎng)絡(luò)管理功能。針對網(wǎng)關(guān)需要實現(xiàn)的功能及性能要求

2、，首先對車載網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)進行了總體設(shè)計，然后對車載網(wǎng)關(guān)路由設(shè)計技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)分別進行了研究，最后構(gòu)建了網(wǎng)關(guān)測試系統(tǒng)對實現(xiàn)的車載網(wǎng)關(guān)進行了實驗驗證。
　　針對車載網(wǎng)關(guān)路由設(shè)計技術(shù)，首先討論了網(wǎng)關(guān)路由表自動生成方法，基于數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)路由表自動生成工具。為了保證車載網(wǎng)關(guān)路由的實時性，本文基于車載網(wǎng)關(guān)模型對網(wǎng)關(guān)的延時特性進行了分析，針對影響網(wǎng)關(guān)延時特性的因素，設(shè)計了基于就緒表查找最高優(yōu)先級就緒任務(wù)的任務(wù)調(diào)

3、度算法、分塊二分ID查詢算法和分段復(fù)制的信號路由算法，并采用SimEvents仿真技術(shù)設(shè)計了基于ID優(yōu)先級的發(fā)送隊列緩沖機制。最后，基于網(wǎng)關(guān)路由實時性設(shè)計結(jié)果，以O(shè)SEK/VDX操作系統(tǒng)為軟件平臺對網(wǎng)關(guān)的路由功能進行了設(shè)計及實現(xiàn)。
　　針對車載網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，本文基于OSEK/VDX網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范對直接網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)進行了深入研究，對邏輯環(huán)管理算法和網(wǎng)絡(luò)睡眠算法進行了設(shè)計和實現(xiàn)。同時，本文對間接網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)也進行了研究和設(shè)計，以適

4、應(yīng)不同CAN子網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)管理實時性和可靠性的不同要求。
　　為了對開發(fā)的車載網(wǎng)關(guān)進行實驗驗證，本文構(gòu)建了車載網(wǎng)關(guān)測試系統(tǒng)，對實現(xiàn)的車載網(wǎng)關(guān)進行功能及性能測試。測試結(jié)果表明開發(fā)的車載網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)報文轉(zhuǎn)發(fā)及信號路由功能，并且網(wǎng)關(guān)路由延時符合實際系統(tǒng)需求；網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了符合OSEK/VDX網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范的直接網(wǎng)絡(luò)管理功能，包括邏輯環(huán)管理和網(wǎng)絡(luò)睡眠喚醒管理；同時，網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了間接網(wǎng)絡(luò)管理功能，可以通過對周期性報文的接收監(jiān)控來檢測節(jié)點的故障狀態(tài)，保證