MVB非周期信息调度策略优化

摘要

多功能车辆总线（Multifunction Vehicle Bus，MVB）是列车通信网络系统的重要组成部分。为了更好地理解MVB，本文以列车通信网络为切入点，阐述了列车通信网络的定义、特征、总线和两层拓扑结构，并对包括MVB在内的几种常见的列车通信总线进行分析和比较，简述了MVB遵守的实时协议以及国内外对列车通信网络的研究现状。因为列车通信网络是一种特殊的现场总线，它的发展离不开现场总线技术的进步，所以对现场总线中比较重要的调度理论进行了深入的探讨，对调度算法的分类和典型算法以及算法的可行性分析进行了总结性的概括。
　　在此基础上，本文对MVB的设备、信息类型、介质分配、报文进行了详细的分析。重点研究了MVB非周期信息的调度机制，对调度流程、调度步骤中的关键帧以及信息碰撞时的仲裁过程进行深入的研究。最后介绍了MVB常用的几种动态性能指标。
　　通过对协议中标准调度策略的分析得知，在调度过程中由并发信息造成的仲裁延时会对信息的实时性造成较大的影响，同优先级信息的调度顺序也仅仅是按照信息被搜索到的顺序设定的，没有考虑到不同信息的时间特征要求的不同。针对这些问题，现有的方法优化效果有限，也不能满足实际情况的要求。基于此种状况，本文提出了一种新的调度策略，通过填充帧的使用和信息列表帧的设计，使得调度过程可以避免并发信息的搜索过程。同一从设备上的后来信息如果时限要求较严，本文策略可以大大减小它们的等待延时。这样对于信息的实时性有了较大的改善。同优先级信息按照信息的时限要求进行调度，更加符合实际情况。通过实验验证，本文策略与标准策略、SFS调度策略相比，实验结果在四种性能指标上全面占优。这说明了本文策略在改善信息实时性方面的有效性。通过实验对比，验证本文策略在设备数量增加的情况下的较大优势。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文内容与结构

2 列车通信网络

2．1 列车通信网络的定义

2．2 列车通信网络的总线

2．3 列车通信网络的特征

2．4 列车通信网络的拓扑结构

2．4．1 列车总线

2．4．2 车辆总线

2．5 实时协议

2．6 列车通信网络研究现状

2．7 常见列车通信总线分析

2．8 实时调度理论

2．8．1 调度算法分类

2．8．2 典型调度算法

2．8．3 算法可行性分析

小结

3 MVB

3．1 MVB设备

3．2 MVB信息模型

3．3 MVB介质分配

3．4 MVB报文

3．4．1 主帧

3．4．2 从帧

3．4．3 报文

3．5 MVB非周期信息调度机制

3．5．1 调度流程

3．5．2 调度过程分析

3．6 性能指标

小结

4 非周期信息调度策略优化

4．1 问题与现行方法的分析

4．2 调度策略优化

4．3 优化策略分析

4．4 实验及结论分析

4．4．1 实验一

4．4．2 实验二

小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢