FlexRay動(dòng)態(tài)段長度和消息窗口優(yōu)化方法研究.pdf

1、本文是針對FlexRay汽車總線，為解決FlexRay網(wǎng)絡(luò)利用率和消息響應(yīng)時(shí)間的問題，分析了FlexRay協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)和媒體接入控制，重點(diǎn)分析了基于最小時(shí)間片的動(dòng)態(tài)段消息傳輸機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上提出動(dòng)態(tài)段長度和動(dòng)態(tài)段網(wǎng)絡(luò)利用率的計(jì)算方法。并在對FlexRay動(dòng)態(tài)消息最壞響應(yīng)時(shí)間和長度設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)建模，對動(dòng)態(tài)段長度進(jìn)行優(yōu)化配置，并最大網(wǎng)絡(luò)利用率為約束選擇最優(yōu)解。在優(yōu)化后的動(dòng)態(tài)段長度基礎(chǔ)上，提出以最小消息響應(yīng)時(shí)間目標(biāo)的動(dòng)態(tài)消息窗

2、口分配算法。在CANoe和DaVinci Network Designer搭建的仿真系統(tǒng)平臺上對調(diào)度算法進(jìn)行評估。仿真結(jié)果表明該優(yōu)化方法能夠有效提高動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)利用率并降低消息響應(yīng)時(shí)間。
　　本文所做的工作和取得的成果有：
　　(1)對FlexRay的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析；重點(diǎn)分析了FlexRay的通信流程和通信機(jī)制，尤其對媒體訪問控制進(jìn)行了詳細(xì)的描述。從FlexRay動(dòng)態(tài)段的消息傳輸規(guī)則研究入手，分析動(dòng)態(tài)段的結(jié)構(gòu)和時(shí)序，提出動(dòng)態(tài)

3、時(shí)間片和動(dòng)態(tài)平均網(wǎng)絡(luò)利用率的計(jì)算方法。然后分析網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)對動(dòng)態(tài)段時(shí)間性能的影響，對動(dòng)態(tài)段時(shí)間長度的優(yōu)化方法進(jìn)行分析。最后對常用的FlexRay動(dòng)態(tài)段的優(yōu)化方法進(jìn)行研究分析。
　　(2)對FlexRay的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了分析，提出兩項(xiàng)對于FlexRay性能評價(jià)的重要指標(biāo)：網(wǎng)絡(luò)利用率BU和傳輸延時(shí)tTx。并以最大網(wǎng)絡(luò)利用率Umax和最小消息響應(yīng)時(shí)間Wmin為優(yōu)化目標(biāo)，建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，提出動(dòng)態(tài)段長度優(yōu)化方法和相關(guān)的動(dòng)態(tài)消息分配算法。并

4、在數(shù)學(xué)模型下設(shè)計(jì)優(yōu)化方法流程圖。設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在理論上可以提高網(wǎng)絡(luò)利用率并減少消息響應(yīng)時(shí)間，并以一個(gè)簡單的實(shí)例對優(yōu)化方法進(jìn)行了說明。
　　(3)使用Davinci Network Designer FlexRay和CANoe軟件設(shè)計(jì)了FlexRay網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境，并用真實(shí)節(jié)點(diǎn)和虛擬節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的方法搭建網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)，并分別建立了優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)庫，并導(dǎo)入CANoe中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，保證仿真結(jié)果的可靠性。通過仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對優(yōu)化方法使用