基于FlexRay通信的车载信息系统的研究与设计

摘要

车载信息系统是现代汽车电子的重要组成部分之一，它是一个以信息采集、信息通信、信息显示及存储为主要内容的控制系统。由汽车电控单元及车用总线连接组成的车载信息系统变得越来越完善。随着现代汽车电子技术的不断发展，汽车电子仪器的种类和功能越来越多，车载信息系统已经向着智能化和网络化的方向发展。车载信息系统的核心技术如总线通信协议对其发展至关重要。
　　本文致力于车载信息系统的研究与设计，深入讨论系统的FlexRay总线通信模块的设计思想与实现方法，实现车载信息系统的总线通信。
　　本文首先讨论了车载信息系统及新一代汽车总线技术FlexRay的背景，从总线发展的角度论证了总线通信对车载信息系统发展的意义。在深入分析FlexRay总线协议的基础上对车载信息系统的通信模块进行了软硬件设计，硬件设计上选用高性能的微控制器MC9S12XF512作为节点的控制核心实现FlexRay通信；软件设计上采用模块化的编程思想，增强了程序的灵活性与可移植性。使用开发工具Network Designer和CANoe.FlexRay软件对多个网络节点进行了参数配置、仿真模型建立与分析。最后针对当前车载信息系统的网络关键问题，在静态调度算法与动态调度算法的基础上对通信的时延问题进行了算法实时性分析。
　　本文设计方案满足了设计要求，达到了预期目标。对车载信息系统的通信与协议研究提供了理论依据及参考价值。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 发展趋势

1.4 课题来源、论文主要研究内容和组织架构

第二章 车载信息系统分析

2.1 汽车车载信息系统简介

2.2 线控系统技术

2.3 通信方式和通信协议的选择

2.4 车载信息系统结构分析

2.5 本章小结

第三章 汽车FlexRay总线网络通信

3.1 汽车网络通信系统

3.2 汽车网络拓扑结构

3.3 FlexRay协议规范

3.4 本章小结

第四章 车载信息系统的通信模块设计

4.1 系统主要控制芯片介绍

4.2 系统总线通信模块硬件设计

4.3 系统总线通信模块软件设计

4.4 FlexRay网络通信实验

4.5 FlexRay通信网络模型及仿真开发

4.6 本章小结

第五章 车载信息系统的网络关键问题研究

5.1 汽车复杂网络问题研究内容介绍

5.2 车载网络实时性分析

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 论文展望

致谢

参考文献

附录