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车载FlexRay总线通信机制优化研究
| 论文题名： | 车载FlexRay总线通信机制优化研究 |
| 关键词： | 车载网络;FlexRay总线;通信机制;快速重传机制;开放系统架构 |
| 摘要： | 人们生活水平在不断提高的同时，对汽车的舒适性、安全性以及可靠性寄予了更高的期望。越来越多的车载电子控制单元被配置到车体上以提高车辆性能，满足使用需求。当前车辆数据通信总量较大，其中的安全关键数据帧所占比例不断增加;同时线控系统(X-by-Wire)在车辆上应用的呼声也越来越高，这些都对车载网络的带宽、数据传输实时性和通信可靠性提出了更加严苛的要求。被称为“下一代车载网络”的FlexRay总线以其高带宽、消息传输的确定性、灵活性和高可靠性等优势较好地迎合了当前车载总线的发展需求。 当前FlexRay总线已经应用在一些较高级车型的辅助网络系统中，但是尚未在车辆主干网络和线控系统中得到量产化应用。究其原因，除了通信协议较为复杂以外，FlexRay总线的通信机制在应用推广和部分细节方面还需要作出进一步的优化设计:1）FlexRay总线现有的通信机制对于发生传输错误的数据帧采用拒绝接收的处理方式，从而避免数据帧传输错误引发的控制故障，提高容错性;这种处理方式等同于有条件的主动丢帧，无法对传输错误的数据帧进行及时修复，会造成信息缺失，不能满足对容错性和可靠性要求苛刻的线控系统的通信需求;2）当前的FlexRay总线缺少完全适用的网络管理方案，按照AUTOSAR规范针对FlexRay总线提出的网络管理服务框架，节点加入网络或者因故障退出网络会影响其他节点的协同运行。 本文主要针对上述FlexRay总线通信机制在进一步应用推广过程中的适用性不足之处进行优化设计:1）提出一种基于动态段传输的快速重传机制(Prompt ReTransmission Mechanism，PRTM)，以改善FlexRay机制对于错误静态帧的处理方式，使其在尽可能短的时间内得到重传;2）结合FlexRay通信协议特点，优化了基于汽车开放系统架构(Automotive Open System Architecture，AUTOSAR)标准的网络管理机制，完善节点加入网络和因故障退出网络的处理方案，进一步提高网络控制系统的可靠性。上述两方面优化设计方案的可行性均在自行搭建的实验系统中得到验证，优化效果较明显，为FlexRay网络面向车载主干网络及线控系统的应用起到了促进作用。 |
| 作者： | 白卫伟 |
| 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： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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