FlexRay動態(tài)段長度和消息窗口優(yōu)化方法研究.pdf

1、本文是針對FlexRay汽車總線，為解決FlexRay網(wǎng)絡(luò)利用率和消息響應(yīng)時間的問題，分析了FlexRay協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)和媒體接入控制，重點分析了基于最小時間片的動態(tài)段消息傳輸機制，并在此基礎(chǔ)上提出動態(tài)段長度和動態(tài)段網(wǎng)絡(luò)利用率的計算方法。并在對FlexRay動態(tài)消息最壞響應(yīng)時間和長度設(shè)計研究的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)建模，對動態(tài)段長度進行優(yōu)化配置，并最大網(wǎng)絡(luò)利用率為約束選擇最優(yōu)解。在優(yōu)化后的動態(tài)段長度基礎(chǔ)上，提出以最小消息響應(yīng)時間目標的動態(tài)消息窗

2、口分配算法。在CANoe和DaVinci Network Designer搭建的仿真系統(tǒng)平臺上對調(diào)度算法進行評估。仿真結(jié)果表明該優(yōu)化方法能夠有效提高動態(tài)網(wǎng)絡(luò)利用率并降低消息響應(yīng)時間。
　　本文所做的工作和取得的成果有：
　　(1)對FlexRay的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了解析；重點分析了FlexRay的通信流程和通信機制，尤其對媒體訪問控制進行了詳細的描述。從FlexRay動態(tài)段的消息傳輸規(guī)則研究入手，分析動態(tài)段的結(jié)構(gòu)和時序，提出動態(tài)

3、時間片和動態(tài)平均網(wǎng)絡(luò)利用率的計算方法。然后分析網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)對動態(tài)段時間性能的影響，對動態(tài)段時間長度的優(yōu)化方法進行分析。最后對常用的FlexRay動態(tài)段的優(yōu)化方法進行研究分析。
　　(2)對FlexRay的網(wǎng)絡(luò)性能進行了分析，提出兩項對于FlexRay性能評價的重要指標：網(wǎng)絡(luò)利用率BU和傳輸延時tTx。并以最大網(wǎng)絡(luò)利用率Umax和最小消息響應(yīng)時間Wmin為優(yōu)化目標，建立優(yōu)化數(shù)學模型，提出動態(tài)段長度優(yōu)化方法和相關(guān)的動態(tài)消息分配算法。并

4、在數(shù)學模型下設(shè)計優(yōu)化方法流程圖。設(shè)計的優(yōu)化方法在理論上可以提高網(wǎng)絡(luò)利用率并減少消息響應(yīng)時間，并以一個簡單的實例對優(yōu)化方法進行了說明。
　　(3)使用Davinci Network Designer FlexRay和CANoe軟件設(shè)計了FlexRay網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境，并用真實節(jié)點和虛擬節(jié)點相結(jié)合的方法搭建網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點，并分別建立了優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)庫，并導入CANoe中進行仿真驗證，保證仿真結(jié)果的可靠性。通過仿真系統(tǒng)進行實驗，對優(yōu)化方法使用