隨著汽車電子化程度與日俱增,應(yīng)用在汽車上的電子控制單元也逐漸增多,車載通信系統(tǒng)正在向著信息化、智能化的方向發(fā)展。汽車總線控制作為車載通信信息系統(tǒng)內(nèi)的主要組成部分,對車載通信系統(tǒng)實時處理各種數(shù)據(jù)信息起到關(guān)鍵作用,保證了車輛運行的穩(wěn)定性與可靠性。目前主要應(yīng)用在車載通信系統(tǒng)中的總線有LIN總線、CAN總裁、FlexRay總線,根據(jù)這三種類型總線的不同特點分別應(yīng)用在汽車的不同部位,組成整個車載通信系統(tǒng)。若汽車內(nèi)各個總線通信系統(tǒng)分別是獨立封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),將不利于汽車向信息化和智能化方向發(fā)展。因此,設(shè)計出不同汽車總線網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)能夠互相傳輸?shù)姆桨?對車載網(wǎng)絡(luò)向信息化和智能化方向發(fā)展具有重要意義。本文致力于對汽車CAN總線和FlexRay總線組網(wǎng)設(shè)計的研究,在深入分析了CAN總線協(xié)議和FlexRay總線協(xié)議之后,分別給出硬件和軟件上的設(shè)計方案,實現(xiàn)CAN-FlexRay總線的組網(wǎng)設(shè)計。本文首先討論了車載通信系統(tǒng)對汽車發(fā)展所起到的重要作用,從總線發(fā)展的角度論證了總線技術(shù)對車載通信系統(tǒng)帶來的重要意義。深入的分析了CAN總線協(xié)議特點以及FlexRay總線協(xié)議特點后,在硬件電路模塊選擇高性能的微控制器MC9S12XF512作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的核心,并搭載外圍電路、總線驅(qū)動器以及總線收發(fā)器設(shè)計出CAN總線節(jié)點和FlexRay總線節(jié)點,軟件上采用模塊化編程思想,設(shè)計出了CAN總線和FlexRay總線的組網(wǎng)程序,最后進行組網(wǎng)測試分析,基本達到了設(shè)計的預(yù)期要求。并針對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)存在的延遲問題采用了改進的加權(quán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法,使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率得到提升。本文設(shè)計方案對汽車CAN總線和FlexRay總線的組網(wǎng)研究提供了理論依據(jù)及參考價值。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.6
【部分圖文】：

數(shù)據(jù)幀 CRC 的計算，應(yīng)嚴格按照總線上的傳輸順序，依次從起始段的起直到凈荷段的最后一個字節(jié)結(jié)束，全部都要帶入 CRC 計算多項式中進行點在發(fā)送幀 CRC 時，按照重要性依次遞減的方式，最重要的位首先會被[34]。lexRay 通信模式FlexRay 協(xié)議中規(guī)定 FlexRay 通信是以周期循環(huán)的方式進行的，一個完整期包含靜態(tài)段、動態(tài)段、符號窗和網(wǎng)絡(luò)空閑時間四個部分。FlexRay 最是基于時間觸發(fā)方式進行傳輸?shù)�，每個節(jié)點都分配有屬于自己的時隙應(yīng)用節(jié)點都會在其時隙到達的時刻發(fā)送報文且知道在何時接收屬于自，這就需要系統(tǒng)描述參數(shù)——比如波特率、時隙數(shù)目、時隙長度、以及動態(tài)段的報文分配情況，這些都會在系統(tǒng)初始化的過程中被定義， 時隙分配圖如圖 2.9 所示。

圖 2.11 FlexRay 動態(tài)段信息傳輸模式2.4 本章小節(jié)本章首先介紹了幾種常見的車載網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，如總線型、星型、和混合型，并針對每一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征進行了詳細分析，以便于我們理解車載系統(tǒng)中所應(yīng)用的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。然后分別介紹了 CAN 總線和 FlexRay 總線兩種不同總線的數(shù)據(jù)幀格式，對 CAN 總線的傳輸特點和 FlexRay 總線的通信模式進行了仔細研究。為論文中后續(xù)的 CAN 總線和 FlexRay 總線的組網(wǎng)設(shè)計打下理論基礎(chǔ)。

在信號 RxD（如果實現(xiàn)了 Rx_EN）沒有切換到邏輯低電平且總線驅(qū)動器沒有以一種特殊的喚醒事件供電的情況下，完全由 VBAT 供電時，總線驅(qū)動器應(yīng)該能夠識別此狀況并進入 BD_Standby 模式。3.3 微控器外圍電路3.3.1 復(fù)位電路和時鐘電路如圖 3.5 所示為主控芯片 MC9S12XF512 的外圍的電路，主要有系統(tǒng)電源管理模塊、全局時鐘發(fā)生模塊、復(fù)位電路等組成。其功能是實現(xiàn)通信系統(tǒng)對外部 AD信號的實時采集、記錄以及對看門狗電路的控制等功能，其中微控制器MC9S12XF512 在整個通信系統(tǒng)中處于中樞地位，整個總線組網(wǎng)通信的每個環(huán)節(jié)都必須有該微控制器參與。時鐘模塊選擇用 16M 的有源晶振，并以其固定頻率來鎖定片內(nèi)集成的壓控振蕩器的震蕩頻率，工作時的芯片內(nèi)部時鐘需要用 PLL 鎖相環(huán)與壓控振蕩器把該頻率提高到 40MHz,從而有效的降低電磁干擾。

【參考文獻】

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本文編號：2809699