整車CAN網(wǎng)絡(luò)消息調(diào)度研究.pdf

1、控制器局域網(wǎng)(CAN)作為一種基于非破壞性仲裁串行通訊協(xié)議，由于其在EMC、傳輸機制、錯誤檢測等方面的優(yōu)點，目前在汽車、工業(yè)控制、航天等行業(yè)應(yīng)用廣泛。在整車網(wǎng)絡(luò)中，CAN總線已經(jīng)成為動力總成網(wǎng)絡(luò)、車身網(wǎng)絡(luò)的首選總線類型，并逐步應(yīng)用于舒適性網(wǎng)絡(luò)中。在整車網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和實施過程中，為了保證分布式功能信號準(zhǔn)確、實時、穩(wěn)定地傳輸，需要設(shè)計最優(yōu)化的軟件綜合調(diào)度機制，保證多任務(wù)下的實時性以及惡劣環(huán)境下整車網(wǎng)絡(luò)魯棒性等性能。消息調(diào)度作為軟件綜合調(diào)度的一個

2、重要內(nèi)容，是保證整車CAN網(wǎng)絡(luò)實時性的重要課題。
　　論文在介紹車載網(wǎng)絡(luò)和分析CAN總線協(xié)議的基礎(chǔ)上，對整車CAN網(wǎng)絡(luò)的消息調(diào)度問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容有：
　　1、分析了車載 CAN網(wǎng)絡(luò)的實時特性，介紹了工程中進(jìn)行整車網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，CAN節(jié)點對信號和消息的相關(guān)處理機制。同時，論文建立信號時間模型，分析了為保證網(wǎng)絡(luò)實時通信，消息必須滿足的傳輸時限要求，并推導(dǎo)了相應(yīng)的計算公式。
　　2、研究了實時調(diào)度算法：靜態(tài)調(diào)度、

3、動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度(DPS)和固定優(yōu)先級調(diào)度(FPS)，分析了CAN消息調(diào)度與單處理器任務(wù)調(diào)度的異同，在MATLAB/Simulink的Stateflow工具中建立CAN網(wǎng)絡(luò)模型，仿真分析了FPS中的速率單調(diào)調(diào)度(RMS)和DPS中的最早截止期優(yōu)先(EDF)在CAN消息調(diào)度中的性能。仿真表明，EDF有更好的調(diào)度性，RMS有更好的可預(yù)見性。綜合考慮實現(xiàn)的難易度、成本、可預(yù)見性及穩(wěn)定性等，F(xiàn)PS更適合整車CAN網(wǎng)絡(luò)消息調(diào)度。
　　3、針對

4、現(xiàn)有研究對CAN消息的可調(diào)度性存在誤判的問題，論文將CAN消息抽象成不可搶占的任務(wù)，在研究固定優(yōu)先級搶占調(diào)度(FPPS)任務(wù)最壞響應(yīng)時間的基礎(chǔ)上，擴展了i級忙周期的概念，對固定優(yōu)先級非搶占調(diào)度(FPNS)周期任務(wù)和周期偶發(fā)任務(wù)最壞響應(yīng)時間進(jìn)行了詳細(xì)的分析推導(dǎo)，進(jìn)而得到能準(zhǔn)確判斷可調(diào)度性的消息最壞響應(yīng)時間計算公式。論文利用推導(dǎo)的公式計算比較了三種 FPS對普通任務(wù)集的調(diào)度性能，結(jié)果表明最佳優(yōu)先級分配原則的性能優(yōu)于RMS和DMS。