車載FlexRay總線靜態(tài)段調(diào)度算法研究.pdf

1、汽車是一個巨大的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)功能需求的不同，采用不同的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其中，最主要的三種通信協(xié)議是:CAN總線、LIN總線和FlexRay總線。FlexRay總線協(xié)議是為了解決CAN總線的通信速率低、可靠性差等問題而提出的新一代的車載通信協(xié)議。FlexRay協(xié)議是一種混合協(xié)議，它既具有基于時間觸發(fā)協(xié)議的準(zhǔn)確性，又包含了基于事件觸發(fā)協(xié)議的靈活性。同時，它還具有高達(dá)10Mbit/s的通信速率，這使得它也可以用來傳輸對通

2、信速率和準(zhǔn)確性有極高要求的控制系統(tǒng)的信號。
　　由于FlexRay協(xié)議規(guī)定的靜態(tài)時隙等網(wǎng)絡(luò)資源是有限的，因此減少靜態(tài)時隙(Static Slot)的使用，提高單個靜態(tài)時隙的擴(kuò)展性在整車控制系統(tǒng)的設(shè)計階段十分重要。FlexRay靜態(tài)段在實際傳輸數(shù)據(jù)時，每個節(jié)點需要先按照一個預(yù)先設(shè)定的調(diào)度表對信號進(jìn)行封裝。
　　本文在現(xiàn)有的FlexRay靜態(tài)段調(diào)度理論基礎(chǔ)上，融入任務(wù)調(diào)度理論，形成調(diào)度的目標(biāo)方程，并給出調(diào)度問題的數(shù)學(xué)模型，同時還

3、提出了一種新的靜態(tài)時隙擴(kuò)展性評價指標(biāo)——剩余有效帶寬比，實例分析表明，剩余有效帶寬比能更好地評價多周期FlexRay靜態(tài)段調(diào)度結(jié)果。
　　針對多周期FlexRay靜態(tài)段調(diào)度問題，分別提出了LBFP(左齊擇優(yōu)匹配算法)和LBFP-GA(遺傳算法)混合算法。算法符合AUTOSAR規(guī)范，測試結(jié)果表明，LBFP-GA和LBFP算法都能有效減少靜態(tài)時間片的使用，提升單個靜態(tài)時隙的剩余有效帶寬比，但LBFP-GA算法求解得到的單個靜態(tài)時隙的剩