整車(chē)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(jī)制、錯(cuò)誤檢測(cè)等方面的優(yōu)點(diǎn)，目前在汽車(chē)、工業(yè)控制、航天等行業(yè)應(yīng)用廣泛。在整車(chē)網(wǎng)絡(luò)中，CAN總線(xiàn)已經(jīng)成為動(dòng)力總成網(wǎng)絡(luò)、車(chē)身網(wǎng)絡(luò)的首選總線(xiàn)類(lèi)型，并逐步應(yīng)用于舒適性網(wǎng)絡(luò)中。在整車(chē)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中，為了保證分布式功能信號(hào)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、穩(wěn)定地傳輸，需要設(shè)計(jì)最優(yōu)化的軟件綜合調(diào)度機(jī)制，保證多任務(wù)下的實(shí)時(shí)性以及惡劣環(huán)境下整車(chē)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(gè)

2、重要內(nèi)容，是保證整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性的重要課題。
　　論文在介紹車(chē)載網(wǎng)絡(luò)和分析CAN總線(xiàn)協(xié)議的基礎(chǔ)上，對(duì)整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)的消息調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要內(nèi)容有：
　　1、分析了車(chē)載 CAN網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)特性，介紹了工程中進(jìn)行整車(chē)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，CAN節(jié)點(diǎn)對(duì)信號(hào)和消息的相關(guān)處理機(jī)制。同時(shí)，論文建立信號(hào)時(shí)間模型，分析了為保證網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信，消息必須滿(mǎn)足的傳輸時(shí)限要求，并推導(dǎo)了相應(yīng)的計(jì)算公式。
　　2、研究了實(shí)時(shí)調(diào)度算法：靜態(tài)調(diào)度、

3、動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度(DPS)和固定優(yōu)先級(jí)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(jiàn)性。綜合考慮實(shí)現(xiàn)的難易度、成本、可預(yù)見(jiàn)性及穩(wěn)定性等，F(xiàn)PS更適合整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)消息調(diào)度。
　　3、針對(duì)

4、現(xiàn)有研究對(duì)CAN消息的可調(diào)度性存在誤判的問(wèn)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(jí)搶占調(diào)度(FPPS)任務(wù)最壞響應(yīng)時(shí)間的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了i級(jí)忙周期的概念，對(duì)固定優(yōu)先級(jí)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(shí)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(shí)間計(jì)算公式。論文利用推導(dǎo)的公式計(jì)算比較了三種 FPS對(duì)普通任務(wù)集的調(diào)度性能，結(jié)果表明最佳優(yōu)先級(jí)分配原則的性能優(yōu)于RMS和DMS。