本文關(guān)鍵詞：車載FlexRay總線靜態(tài)段調(diào)度算法研究

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【摘要】：汽車是一個(gè)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Flex Ray總線。Flex Ray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(wèn)題而提出的新一代的車載通信協(xié)議。Flex Ray協(xié)議是一種混合協(xié)議,它既具有基于時(shí)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(shí),它還具有高達(dá)10Mbit/s的通信速率,這使得它也可以用來(lái)傳輸對(duì)通信速率和準(zhǔn)確性有極高要求的控制系統(tǒng)的信號(hào)。由于Flex Ray協(xié)議規(guī)定的靜態(tài)時(shí)隙等網(wǎng)絡(luò)資源是有限的,因此減少靜態(tài)時(shí)隙(Static Slot)的使用,提高單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的擴(kuò)展性在整車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段十分重要。Flex Ray靜態(tài)段在實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)時(shí),每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要先按照一個(gè)預(yù)先設(shè)定的調(diào)度表對(duì)信號(hào)進(jìn)行封裝。本文在現(xiàn)有的Flex Ray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(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)還提出了一種新的靜態(tài)時(shí)隙擴(kuò)展性評(píng)價(jià)指標(biāo)——剩余有效帶寬比,實(shí)例分析表明,剩余有效帶寬比能更好地評(píng)價(jià)多周期Flex Ray靜態(tài)段調(diào)度結(jié)果。針對(duì)多周期Flex Ray靜態(tài)段調(diào)度問(wèn)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(cè)試結(jié)果表明,LBFP-GA和LBFP算法都能有效減少靜態(tài)時(shí)間片的使用,提升單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的剩余有效帶寬比,但LBFP-GA算法求解得到的單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的剩余有效帶寬比更優(yōu),而LBFP算法的求解效率更高。為了將LBFP和LBFP-GA調(diào)度算法應(yīng)用于實(shí)際的汽車總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)了汽車總線測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試平臺(tái)支持CAN、LIN、Flex Ray三種主要車載總線,遵循ISO26222功能安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)流程。
【關(guān)鍵詞】：車載網(wǎng)絡(luò) FlexRay LBFP-GA混合算法 信號(hào)封裝
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.6;TP301.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-12
• 1.1.1 研究背景9-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 FlexRay總線基本特性15-22
• 2.1 FlexRay網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15-16
• 2.2 FlexRay的幀格式16-18
• 2.3 FlexRay的媒體訪問(wèn)控制18-21
• 2.3.1 通信周期18-19
• 2.3.2 通信周期的執(zhí)行機(jī)制19-20
• 2.3.3 靜態(tài)段20
• 2.3.4 動(dòng)態(tài)段20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 FlexRay靜態(tài)段調(diào)度理論22-30
• 3.1 Flex Ray靜態(tài)段主要參數(shù)22-27
• 3.1.1 符號(hào)定義22
• 3.1.2 FlexRay靜態(tài)段的基本特性22-23
• 3.1.3 主要參數(shù)定義23-25
• 3.1.4 擴(kuò)展性25-26
• 3.1.5 目標(biāo)方程26-27
• 3.2 調(diào)度問(wèn)題數(shù)學(xué)模型27-29
• 3.2.1 二維裝箱問(wèn)題27-28
• 3.2.2 調(diào)度問(wèn)題的轉(zhuǎn)化28-29
• 3.3 本章小結(jié)29-30
• 第4章 調(diào)度問(wèn)題求解30-41
• 4.1 LBFP算法30-32
• 4.2 LBFP算法測(cè)試32
• 4.3 LBFP算法時(shí)間復(fù)雜度32-34
• 4.4 LBFP-GA混合算法34-37
• 4.4.1 遺傳算法34-35
• 4.4.2 LBFP-GA混合算法的實(shí)現(xiàn)35-37
• 4.5 LBFP-GA混合算法的測(cè)試37-39
• 4.6 LBFP-GA混合算法的時(shí)間復(fù)雜度39-40
• 4.7 算法對(duì)比40
• 4.8 本章小結(jié)40-41
• 第5章 汽車總線測(cè)試平臺(tái)41-54
• 5.1 汽車總線測(cè)試平臺(tái)總體設(shè)計(jì)41-42
• 5.2 硬件設(shè)計(jì)42-47
• 5.2.1 芯片選型42
• 5.2.2 MCU最小系統(tǒng)42-44
• 5.2.3 電源電路設(shè)計(jì)44-45
• 5.2.4 通信模塊電路設(shè)計(jì)45-47
• 5.3 軟件設(shè)計(jì)47-51
• 5.3.1 芯片主要外設(shè)資源的分配48-49
• 5.3.2 芯片初始化流程49-51
• 5.3.3 應(yīng)用層程序設(shè)計(jì)51
• 5.4 平臺(tái)測(cè)試51-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 附錄A 研究生期間發(fā)表論文60-61
• 致謝61

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 牛志剛;肖昆;王建林;李黔;劉睿;梁熒;;FlexRay總線在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中的應(yīng)用[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2010年16期

2 丁天寶;王剛;;基于FlexRay的新型復(fù)雜武器總線體系[J];火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào);2011年03期

3 李佳;田光宇;鈕翔;陳全世;;FlexRay網(wǎng)絡(luò)通信延遲時(shí)間分析[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年08期

4 章勇;陳欣;呂迅z，

本文編號(hào)：906427