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FlexRay总线测试平台与网络通信优化研究
| 论文题名： | FlexRay总线测试平台与网络通信优化研究 |
| 关键词： | 车载通信网络;汽车电子;FlexRay总线;测试平台 |
| 摘要： | 随着汽车电子技术的发展，车载电子设备对车载通信网络的带宽需求和实时性在不断的增长，FlexRay作为下一代车用网络，由于其高带宽、双通道冗余、消息发送时间的确定性等优点，目前已经得到了较为广泛的应用。 本文围绕两个问题展开研究:(1)在FlexRay总线通信网络设计与调试的过程中，为了获取各个节点的运行状态，从而进一步分析网络性能，需要设计一种测试平台能够详细记录网络数据;(2)在FlexRay通信网络中，当前通用方法是为每个消息分配一个FlexRay静态段时槽，然而这样导致FlexRay静态段时槽利用率低，造成带宽浪费。 本文针对以上述第一个问题设计了FlexRay网络测试平台，由数据采集设备和上位机监控界面组成。测试平台使用FPGA作为核心器件，设计了集CPU、SPI接口、存储器等IP核于一身的数据采集设备。设计了FPGA与FlexRay网络节点通信的SPI协议。FPGA和上位机之间采用USB通信，并设计了USB通信协议和MySQL数据库管理软件，能够将采集的数据存入MySQL数据库中并可实时显示给用户以完成进一步的分析。 针对上述第二个问题，在研究了FlexRay网络通信机制的基础上，提出了二次整数规划模型，可以实现各节点发送消息的时槽分配优化进而提高带宽利用率。通过循环求解约束条件将二次整数规划问题转换成为求解一次整数规划问题，进而利用CPLEX软件求解得到最优解，最终得到FlexRay网络调度表。同时设计了随机消息生成器与优化结果显示界面以完成模型测试，随机消息生成器用于消息的生成，优化结果显示界面用来显示优化求解得到的最优解。根据求解的调度表，设计了基于MC9S12XF512单片机的缓存配置代码生成器，根据配置代码移植了FlexRay通信程序并利用本文设计的网络测试平台进行了测试，最终验证了模型在实际网络中的可行性。 |
| 作者： | 钟韦 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘彪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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