基于静态段参数优化的FlexRay网络可靠性研究

摘要

为了满足人们对于安全、舒适、经济环保等方面日益增长的需求，汽车正朝着电子化、网络化和智能化方向快速发展。新一代汽车电子控制系统具有更复杂的网络结构、更大的通信数据量、更高的可靠性要求、更快的功能扩展速度，传统车载网络难以满足。FlexRay作为下一代车载网络协议，其功能安全性显得至关重要。本文以FlexRay网络可靠性为研究切入点，主要工作如下：
　　分析了FlexRay网络可靠性问题，在应用层建立主动重传机制，提升网络可靠性。分别从静态段参数优化和消息重传优化两个角度考虑，通过优化网络带宽利用率和时隙消耗数目，减少消息重传带宽消耗，提升消息重传的调度成功率，从而提高FlexRay网络的可靠性。
　　静态段参数优化以网络带宽利用率为约束，提出基于信号优先级的封装方法，有效减少无效带宽损耗。在信号封装基础上，采用时隙复用方法，优化消息标识（FID）分配，有效减少时隙消耗数目。在网络建立消息重传机制前，通过静态段优化参数以达到优化带宽利用率的目的。因此，消息重传的带宽消耗降低。
　　定义消息可靠性贡献率作为消息重传选择标准，该标准兼顾重传可靠性贡献与重传带宽消耗两个指标。依据可靠性贡献率，建立消息重传序列，提高消息重传对可靠性提升的效率。同时，建立参考消息重传序列，有效减少消息重传调度失败次数。消息重传序列调度，采用消息复用机制，优化重传消息标识分配。计算结果表明，此消息重传方案能够有效减少可靠性提升消耗的带宽资源和时隙数目，并降低消息重传序列调度失败次数，从而提高FlexRay网络的可靠性。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究现状

1.3 本文研究主要内容

1.4 本文组织结构

第二章 FlexRay协议分析

2.1FlexRay简介

2.2 FlexRay协议通信机制

2.3 FlexRay可靠性

2.4本章小结

第三章 FlexRay静态段参数优化

3.1FlexRay静态段参数优化模型

3.2信号封装与消息ID分配

3.3FlexRay静态段参数设计

3.4本章小结

第四章 基于消息调度的重传方法设计

4.1消息可靠性模型

4.2消息重传方案设计

4.3本章小结

第五章 FlexRay可靠性优化方案验证

5.1验证环境简介

5.2可靠性优化方案验证设计

5.3验证结果与分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢