本文關鍵詞：車載FlexRay總線靜態(tài)段調(diào)度算法研究

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【摘要】：汽車是一個巨大的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)功能需求的不同,采用不同的通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換。其中,最主要的三種通信協(xié)議是:CAN總線、LIN總線和Flex Ray總線。Flex Ray總線協(xié)議是為了解決CAN總線的通信速率低、可靠性差等問題而提出的新一代的車載通信協(xié)議。Flex Ray協(xié)議是一種混合協(xié)議,它既具有基于時間觸發(fā)協(xié)議的準確性,又包含了基于事件觸發(fā)協(xié)議的靈活性。同時,它還具有高達10Mbit/s的通信速率,這使得它也可以用來傳輸對通信速率和準確性有極高要求的控制系統(tǒng)的信號。由于Flex Ray協(xié)議規(guī)定的靜態(tài)時隙等網(wǎng)絡資源是有限的,因此減少靜態(tài)時隙(Static Slot)的使用,提高單個靜態(tài)時隙的擴展性在整車控制系統(tǒng)的設計階段十分重要。Flex Ray靜態(tài)段在實際傳輸數(shù)據(jù)時,每個節(jié)點需要先按照一個預先設定的調(diào)度表對信號進行封裝。本文在現(xiàn)有的Flex Ray靜態(tài)段調(diào)度理論基礎上,融入任務調(diào)度理論,形成調(diào)度的目標方程,并給出調(diào)度問題的數(shù)學模型,同時還提出了一種新的靜態(tài)時隙擴展性評價指標——剩余有效帶寬比,實例分析表明,剩余有效帶寬比能更好地評價多周期Flex Ray靜態(tài)段調(diào)度結果。針對多周期Flex Ray靜態(tài)段調(diào)度問題,分別提出了LBFP(左齊擇優(yōu)匹配算法)和LBFP-GA(遺傳算法)混合算法。算法符合AUTOSAR規(guī)范,測試結果表明,LBFP-GA和LBFP算法都能有效減少靜態(tài)時間片的使用,提升單個靜態(tài)時隙的剩余有效帶寬比,但LBFP-GA算法求解得到的單個靜態(tài)時隙的剩余有效帶寬比更優(yōu),而LBFP算法的求解效率更高。為了將LBFP和LBFP-GA調(diào)度算法應用于實際的汽車總線網(wǎng)絡設計中,設計了汽車總線測試平臺。測試平臺支持CAN、LIN、Flex Ray三種主要車載總線,遵循ISO26222功能安全標準設計流程。
【關鍵詞】：車載網(wǎng)絡 FlexRay LBFP-GA混合算法 信號封裝
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6;TP301.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景與意義9-12
• 1.1.1 研究背景9-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.3 主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 FlexRay總線基本特性15-22
• 2.1 FlexRay網(wǎng)絡的拓撲結構15-16
• 2.2 FlexRay的幀格式16-18
• 2.3 FlexRay的媒體訪問控制18-21
• 2.3.1 通信周期18-19
• 2.3.2 通信周期的執(zhí)行機制19-20
• 2.3.3 靜態(tài)段20
• 2.3.4 動態(tài)段20-21
• 2.4 本章小結21-22
• 第3章 FlexRay靜態(tài)段調(diào)度理論22-30
• 3.1 Flex Ray靜態(tài)段主要參數(shù)22-27
• 3.1.1 符號定義22
• 3.1.2 FlexRay靜態(tài)段的基本特性22-23
• 3.1.3 主要參數(shù)定義23-25
• 3.1.4 擴展性25-26
• 3.1.5 目標方程26-27
• 3.2 調(diào)度問題數(shù)學模型27-29
• 3.2.1 二維裝箱問題27-28
• 3.2.2 調(diào)度問題的轉化28-29
• 3.3 本章小結29-30
• 第4章 調(diào)度問題求解30-41
• 4.1 LBFP算法30-32
• 4.2 LBFP算法測試32
• 4.3 LBFP算法時間復雜度32-34
• 4.4 LBFP-GA混合算法34-37
• 4.4.1 遺傳算法34-35
• 4.4.2 LBFP-GA混合算法的實現(xiàn)35-37
• 4.5 LBFP-GA混合算法的測試37-39
• 4.6 LBFP-GA混合算法的時間復雜度39-40
• 4.7 算法對比40
• 4.8 本章小結40-41
• 第5章 汽車總線測試平臺41-54
• 5.1 汽車總線測試平臺總體設計41-42
• 5.2 硬件設計42-47
• 5.2.1 芯片選型42
• 5.2.2 MCU最小系統(tǒng)42-44
• 5.2.3 電源電路設計44-45
• 5.2.4 通信模塊電路設計45-47
• 5.3 軟件設計47-51
• 5.3.1 芯片主要外設資源的分配48-49
• 5.3.2 芯片初始化流程49-51
• 5.3.3 應用層程序設計51
• 5.4 平臺測試51-53
• 5.5 本章小結53-54
• 結論54-56
• 參考文獻56-60
• 附錄A 研究生期間發(fā)表論文60-61
• 致謝61

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 牛志剛;肖昆;王建林;李黔;劉睿;梁熒;;FlexRay總線在電力系統(tǒng)繼電保護裝置中的應用[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2010年16期

2 丁天寶;王剛;;基于FlexRay的新型復雜武器總線體系[J];火炮發(fā)射與控制學報;2011年03期

3 李佳;田光宇;鈕翔;陳全世;;FlexRay網(wǎng)絡通信延遲時間分析[J];清華大學學報(自然科學版);2007年08期

4 章勇;陳欣;呂迅z，

本文編號：906427