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CAN/FlexRay混合网络的消息可调度性分析研究
| 论文题名： | CAN/FlexRay混合网络的消息可调度性分析研究 |
| 关键词： | CAN/FlexRay混合网络;实时系统;可调度性分析;MAX-MIN算法;车载总线标准 |
| 摘要： | 随着汽车电子技术和通信控制技术的高速发展，现场总线技术越来越广泛地应用于汽车网络。但是，至今为止仍然没有一个通信网络可以完全满足未来汽车的有关成本和性能的所有要求。因此，未来的汽车网络将是多协议并存架构。CAN总线是当前车载网络的主流协议，被广泛应用于汽车的电子控制系统中。FlexRay总线是下一代新型车载总线标准，它具有高速率，高可靠性，灵活性强等特点，可以很好的满足现代汽车车载控制系统的强实时性需求，可以运用在汽车网络系统中高可靠性和高安全性部分，如动力控制系统，刹车控制系统等。在下一代现代汽车中，CAN与FlexRay混合网络的使用将会越来越广泛，可调度性分析对这样的车载实时系统来说是非常重要的，可是目前对CAN/FlexRay混合网络的可调度性分析方面还没有得到广泛和深入的研究。 本文围绕 CAN/FlexRay混合网络，对CAN/FlexRay混合网络中各种类型消息进行形式化的可调度性分析。本文的主要研究工作如下： 首先，对CAN/FlexRay混合网络进行模型分析，由于CAN总线和FlexRay总线是通信机制完全不同的两种车载总线，需要通过一个网关互连来进行协议间转化，本文分别从硬件和软件两个层面对带网关的CAN/FlexRay混合网络系统整体构架进行分析，并给出了硬件结构和软件结构框图，特别重点分析了两种网络协议报文之间的映射。 其次，对CAN/FlexRay混合网络中各种类型的消息进行端到端最坏响应时间的形式化分析，由于网关的加入和FlexRay网络的动态段机制，导致很难分析找出对目标消息造成最坏响应时间的网关中消息打包情况，针对该问题本文提出了穷举搜索算法，来穷举网关中消息所有可能的打包情况组合找出对目标消息造成最坏响应时间的一种打包组合。由于穷举搜索算法在大消息集下很难在可接受的时间内计算出消息的最坏响应时间，针对此问题本文又提出了简化的搜索MAX-MIN算法用于快速确定对目标消息影响最坏的一种消息打包组合情况，MAX-MIN算法仅考虑每轮对下一轮造成最坏的影响的一种打包情况，而忽略不是最坏的其他打包情况。 最后，在仿真消息集和汽车厂商提供的真实消息集的基础上，设计实验验证了本文提出的穷举搜索算法和简化的搜索 MAX-MIN算法，并对实验结果进行了分析，实验结果表明 MAX-MIN算法在大规模消息集下的运行时间是在可接受的范围之内。混合网络 |
| 作者： | 都昌杰 |
| 专业： | 计算机科学与技术 |
| 导师： | 李蕊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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