車載CAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計方法研究.pdf

1、隨著車輛上電控單元數(shù)量不斷增加，傳統(tǒng)的單一CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足車輛實際應(yīng)用需求，多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸成為車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。車內(nèi)多個電控單元節(jié)點組成面向不同應(yīng)用環(huán)境且特性各異的CAN子網(wǎng)，并使用網(wǎng)關(guān)模塊實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點作為整車網(wǎng)絡(luò)中信息交互的中心節(jié)點，對整體網(wǎng)絡(luò)性能有著重要影響，成為多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心。本論文立足實際工程需要，對車載CAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計方法進(jìn)行了全面研究。
　　首先，介紹網(wǎng)關(guān)的基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出基于

2、信號的車載CAN網(wǎng)關(guān)功能定義和整體設(shè)計方案，構(gòu)建基于飛思卡爾CodeWarrior開發(fā)環(huán)境和16位微處理器MC9S12XDP512的硬件開發(fā)平臺，利用協(xié)處理器XGATE完成對CAN信息的底層接收、發(fā)送操作，設(shè)計包含信息緩存、多任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度和存儲-轉(zhuǎn)發(fā)路由功能的軟件體系，并提出網(wǎng)關(guān)設(shè)計的關(guān)鍵與難點問題：調(diào)度算法與優(yōu)先級策略，網(wǎng)關(guān)延時與實時性設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)管理功能。
　　在MATLAB集成環(huán)境中利用SimEvents離散事件動態(tài)仿真工具

3、箱對網(wǎng)關(guān)設(shè)計中的任務(wù)調(diào)度算法和優(yōu)先級配置問題進(jìn)行分析，設(shè)計基于ID的優(yōu)先級策略及輪詢調(diào)度算法，對算法進(jìn)行限時等待改進(jìn)，提出時限預(yù)估調(diào)度算法，將仿真結(jié)果與定時調(diào)度進(jìn)行比較，并對優(yōu)先級搶占調(diào)度和實時調(diào)度進(jìn)行研究，隨后，完成網(wǎng)關(guān)模塊的時滯特性分析和延時優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)基于優(yōu)先級的多任務(wù)調(diào)度和包括ID查詢及信號轉(zhuǎn)存的路由操作，改善網(wǎng)關(guān)模塊的實時性，同時，參考OSEK規(guī)范對網(wǎng)絡(luò)管理功能進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)。
　　最后，提出網(wǎng)關(guān)模塊的性能評價指標(biāo)，對