FlexRay总线调度策略及其在线控制动中的应用研究

摘要

随着汽车电子技术的不断发展，未来汽车将向线控操作方式转变，传统的汽车机械系统将由电气系统取代，从而提高汽车舒适性、安全性。线控系统需要高实时性、高带宽和高可靠性的总线，传统的汽车CAN总线由于其带宽和实时性的限制，不能满足线控系统通信的需求，基于时间触发的FlexRay总线正是为线控系统研发出来的总线，具有广阔的运用前景。因此，本文对FlexRay总线的调度算法及其在线控制动系统的应用进行了研究，主要研究内容包括：
　　分析了FlexRay网络协议规范，总结了FlexRay静态段和动态段长度的计算公式，在此基础上，以提高静态段带宽利用率为目的，提出了静态段的消息封装算法，该算法能够方便快捷的得到信号封装结果；通过对封装好的消息进行可靠性分析，设计了静态段基于消息优先级的消息重发调度机制；最后分析了FlexRay动态段消息时间特性，提出了基于消息最坏响应时间的动态段调度模型。
　　在分析了线控制动系统的原理和功能基础上，构建了线控制动系统的硬件架构，设计了线控制动系统各节点任务及总线上传输的信号；然后将本文提出的调度算法运用于线控制动系统，优化了线控系统静态段和动态段的参数，并对静态段消息进行可靠性分析，利用消息重发策略达到系统可靠性要求；最后在优化参数基础上设计了线控制动系统通信参数。
　　设计了线控制动系统的节点硬件架构，分析了硬件模块的功能及软件构架，设计了软件通信流程，包括头部CRC的计算、初始化流程、接收和发送流程等。
　　搭建了基于CANoe软件的线控制动系统测试平台，对线控制动系统进行了虚拟和实物的仿真测试，运用CANoe软件监测总线上数据收发情况，并对总线数据进行分析，测试结果表明，线控制动系统消息是按照规定的时刻进行收发，规定的时间内无错帧和漏帧，在实验室条件下，满足线控制动系统实时性和可靠性要求。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.2 FlexRay总线调度策略国内外研究现状

1.3 FlexRay总线在线控系统中的运用

1.4 论文主要研究内容与组织结构

第2章 FlexRay总线调度策略研究

2.1 FlexRay总线通信协议

2.2 FlexRay时隙长度计算

2.3 基于带宽利用率的FlexRay静态段调度策略研究

2.4 基于消息可靠性的FlexRay静态段调度策略研究

2.5 基于消息最坏相应时间的FlexRay动态段调度策略研究

2.6 本章小结

第3章 FlexRay总线调度策略在线控制动系统中的应用研究

3.1 基于FlexRay的线控制动系统构架设计

3.2 线控制动系统总线信号分析

3.3 线控制动系统FlexRay总线静态段参数设计

3.4 线控制动系统FlexRay总线动态段参数设计

3.5 线控制动系统FlexRay总线通信参数设计

3.6 本章小结

第4章 线控制动FlexRay总线控制系统设计

4.1 FlexRay物理节点设计

4.2 FlexRay协议头部CRC计算

4.3 FlexRay节点通信软件设计

4.4 本章小结

第5章 线控制动系统FlexRay总线通信测试

5.1 FlexRay网络测试平台

5.2 线控制动系统FlexRay总线通信测试

5.3 线控制动系统实物测试

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间参与的科研项目