人們生活水平在不斷提高的同時(shí),對(duì)汽車(chē)的舒適性、安全性以及可靠性寄予了更高的期望。越來(lái)越多的車(chē)載電子控制單元被配置到車(chē)體上以提高車(chē)輛性能,滿足使用需求。當(dāng)前車(chē)輛數(shù)據(jù)通信總量較大,其中的安全關(guān)鍵數(shù)據(jù)幀所占比例不斷增加;同時(shí)線控系統(tǒng)(X-by-Wire)在車(chē)輛上應(yīng)用的呼聲也越來(lái)越高,這些都對(duì)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的帶寬、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性和通信可靠性提出了更加嚴(yán)苛的要求。被稱為“下一代車(chē)載網(wǎng)絡(luò)”的FlexRay總線以其高帶寬、消息傳輸?shù)拇_定性、靈活性和高可靠性等優(yōu)勢(shì)較好地迎合了當(dāng)前車(chē)載總線的發(fā)展需求。當(dāng)前FlexRay總線已經(jīng)應(yīng)用在一些較高級(jí)車(chē)型的輔助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,但是尚未在車(chē)輛主干網(wǎng)絡(luò)和線控系統(tǒng)中得到量產(chǎn)化應(yīng)用。究其原因,除了通信協(xié)議較為復(fù)雜以外,FlexRay總線的通信機(jī)制在應(yīng)用推廣和部分細(xì)節(jié)方面還需要作出進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì):1)FlexRay總線現(xiàn)有的通信機(jī)制對(duì)于發(fā)生傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)幀采用拒絕接收的處理方式,從而避免數(shù)據(jù)幀傳輸錯(cuò)誤引發(fā)的控制故障,提高容錯(cuò)性;這種處理方式等同于有條件的主動(dòng)丟幀,無(wú)法對(duì)傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行及時(shí)修復(fù),會(huì)造成信息缺失,不能滿足對(duì)容錯(cuò)性和可靠性要求苛刻的線控系統(tǒng)的通信需求;2)當(dāng)前的FlexRay總線缺少完全適用的網(wǎng)絡(luò)管理方案,按照AUTOSAR規(guī)范針對(duì)FlexRay總線提出的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)框架,節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)或者因故障退出網(wǎng)絡(luò)會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)的協(xié)同運(yùn)行。本文主要針對(duì)上述FlexRay總線通信機(jī)制在進(jìn)一步應(yīng)用推廣過(guò)程中的適用性不足之處進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì):1)提出一種基于動(dòng)態(tài)段傳輸?shù)目焖僦貍鳈C(jī)制(Prompt ReTransmission Mechanism,PRTM),以改善FlexRay機(jī)制對(duì)于錯(cuò)誤靜態(tài)幀的處理方式,使其在盡可能短的時(shí)間內(nèi)得到重傳;2)結(jié)合:FlexRay通信協(xié)議特點(diǎn),優(yōu)化了基于汽車(chē)開(kāi)放系統(tǒng)架構(gòu)(Automotive Open System Architecture,AUTOSAR)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制,完善節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)和因故障退出網(wǎng)絡(luò)的處理方案,進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的可靠性。上述兩方面優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可行性均在自行搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中得到驗(yàn)證,優(yōu)化效果較明顯,為FlexRay網(wǎng)絡(luò)面向車(chē)載主干網(wǎng)絡(luò)及線控系統(tǒng)的應(yīng)用起到了促進(jìn)作用。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.67
【部分圖文】：

車(chē)的輔助網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)被采用。??專利申請(qǐng)量在時(shí)間和地域上的分布情況在一定程度上反映了?ＦｌｅｘＲａｙ總線的??研究情況。其中，歷年ＦｌｅｘＲａｙ總線相關(guān)專利申請(qǐng)量情況如圖１－１所示??：Ｉ———————．．．．．．．—???—————．．．．—．．．．．．———??量？?／?＼??§?ｚ?－入?／?＼??１０?Ｔ?————————．．．．．廣———??５?ｉ?Ｘ??〇?－—＿＿＿＿＿＿＿？?：?：?：?：?＾??：?ｒ－?＇?！??１９９８?１９９９?２０００?２００１?２００２?２００４?２００５?２００６?２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４??年份??圖１－１車(chē)載ＦｌｅｘＲａｙ總線領(lǐng)域歷年專利申請(qǐng)量［１５】??Ｆｉｇｕｒｅｌ－１?Ｐａｔｅｎｔ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆｉｅｌｄ?ｏｆ?Ｉｎ－Ｖｅｈｉｃｌｅ?ＦｌｅｘＲａｙ?ｏｖｅｒ?ｔｈｅ?ｙｅａｒｓ［１５１??２００２年以前，由于汽車(chē)行業(yè)主要對(duì)ＣＡＮ總線進(jìn)行研究，ＦｌｅｘＲａｙ相關(guān)專利幾??乎為零；在２００２年至２０１１年期間，ＨｅｘＲａｙ相關(guān)專利申請(qǐng)量整體上以一個(gè)較快的??速度持續(xù)增長(zhǎng)，ＦｌｅｘＲａｙ總線技術(shù)在社會(huì)各界的研宄中不斷發(fā)展；從２０１１年往后，??年度專利申請(qǐng)量開(kāi)始下降是因?yàn)椋疲欤澹遥幔偩�技術(shù)規(guī)范己經(jīng)相繼制定，技術(shù)漸趨成??熟

２．２編碼與解碼分析??２．２．１數(shù)據(jù)幀格式分析??ＦｌｅｘＲａｙ數(shù)據(jù)巾貞分成三個(gè)部分：頭部段、負(fù)載段和尾部段，圖２－１所；ｉＦ為ＦｌｅｘＲａｙ??數(shù)據(jù)幀格式。??保留位＿??凈荷指示位??「空幀指示位??同步幀指示位??啟動(dòng)幀指示位??Ｉ＾??幀頭ＣＲＣ計(jì)算范圍??１?１?１?｜ＴＴｌ?１１?７?１１?６?８?８?８?８?８?８?８??｜?ｈｉ?￣￣￣＾［?Ｔ＾ｌ??Ｒ?＾ｉＳ?Ｓ?ＦＩ：ｅ?ＰＬｅｔａｈｄ?ＨＣＲＣｒ?Ｔ?〇Ｔ?Ｔ?？？？？？？?〇７?ＣＲＣ?ＣＲＣ?ＣＲＣ??卜?頭部段?５ｂｙｔｅｓ???負(fù)載段?〇－２５４ｂｙｔｅｓ?尾部段?３ｂｙｔｅｓ?—？??圖２－１?ＦｌｅｘＲａｙ數(shù)據(jù)巾貞格式??Ｆｉｇｕｒｅ２－１?ＦｌｅｘＲａｙ?ｆｒａｍｅ?ｆｏｒｍａｔ??數(shù)據(jù)幀頭部段主要包括一些指示位和屬性位，用于對(duì)數(shù)據(jù)幀功能進(jìn)行配置，??其中：??１）

ＦｌｅｘＲａｙ總線米用ＮＲＺ?（Ｎｏｎ－ＲｅｔｕｍｔｏＺｅｒｏ，非歸零）編碼方法。將數(shù)據(jù)帕各??部分?jǐn)?shù)據(jù)按字節(jié)進(jìn)行劃分后，添加特定功能的電平單元，最終在物理層形成一系??列非高即低的電平信號(hào)進(jìn)行傳輸，圖２－２所示為ＦｌｅｘＲａｙ總線幀編碼格式。??ｎ：Ｉｊｆｎｉ１＇１?ｐ－：：：：ｔｉｒｎ１＾ｒｉｉ＾?ｒ????????－??????，???????????１???＊？?＾?????—?—？?＊?Ｍ?？?ｆ?Ｍ?￣￣—???＾??ＴＳＳ?ＦＳＳ?ＢＳＳ＾?ＢＳＳ：?＾?．?ＦＥＳ；?＾ＤＴＳ??圖２－２?ＦｌｅｘＲａｙ總線巾貞編碼格式??Ｆｉｇｕｒｅ２－２?Ｆｒａｍｅ?ｅｎｃｏｄｉｎｇ?ｆｏｒｍａｔ?ｉｎ?ｆｌｅｘｒａｙ?中貞編碼格式??其中，傳輸起始序列（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?Ｓｔａｒｔ?Ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ＴＳＳ）由數(shù)個(gè)連續(xù)低電平信??號(hào)構(gòu)成，表示數(shù)據(jù)巾貞傳輸?shù)拈_(kāi)始；巾貞起始序列（Ｆｒａｍｅ?Ｓｔａｒｔ?Ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ＦＳＳ）是由一??個(gè)高電平構(gòu)成，主要是對(duì)ＴＳＳ階段可能出現(xiàn)的量化偏差進(jìn)行補(bǔ)償；字節(jié)起始序列??（Ｂｙｔｅ?Ｓｔａｒｔ?Ｓｅｑｕｅｎｃｅ，ＢＳＳ）包括一個(gè)高電平和一個(gè)低電平，用于向接收節(jié)點(diǎn)提供??時(shí)序信息，數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)信號(hào)按照字節(jié)進(jìn)行拆分，每個(gè)字節(jié)在發(fā)送時(shí)都需要配??置一個(gè)ＢＳＳ位于字節(jié)開(kāi)頭部分；巾貞結(jié)束序列（ＦｒａｍｅＥｎｄＳｅｑｕｅｎｃｅ，ＦＥＳ）包括一個(gè)??低電平和一個(gè)高電平
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本文編號(hào)：2883973