車載CAN-FlexRay網關設計技術研究.pdf

1、隨著電子技術和半導體技術的高速發(fā)展，電子產品在汽車上的應用越來越多，導致車載網絡中同時存在多個標準、多個子網絡。車載網關作為車載網絡的核心，實現(xiàn)不同子網之間信息的交互。本文立足于實際工程的需要，對實現(xiàn) CAN子網間信息交互的車載CAN網關和實現(xiàn)CAN子網與FlexRay子網信息交互的車載CAN/FlexRay網關的設計關鍵技術進行了研究。
　　在車載CAN網關設計技術的研究中，本文采用結構化的設計思想將CAN網關的功能劃分為六個組

2、件去實現(xiàn)，并對其中的靜態(tài)低功耗設計技術、報文路由技術、定時設計和端口結構設計技術進行了深入研究?；谟邢逘顟B(tài)機思想設計的CAN網關靜態(tài)低功耗技術可以實現(xiàn)CAN子網中所有的電子控制單元在車輛落鎖后進入休眠狀態(tài)，降低對蓄電池能量的消耗?；贑AN節(jié)點參考模型設計CAN子網間信息的映射方式及觸發(fā)方式可以快速完成網關的路由功能，降低網關對報文的路由延遲時間。借鑒時鐘的分頻思想，采用單鏈表結構設計的定時組件可以在滿足網關系統(tǒng)其它組件對時鐘精度要求

3、條件下，降低系統(tǒng)CPU的占用時間。同時，本文設計的CAN網關端口結構可以有效避免總線高負載時對網關的影響和網關對總線的瞬時沖擊。
　　在車載 CAN/FlexRay網關設計技術的研究中，本文采用雙緩沖區(qū)結構保證 FlexRay協(xié)議格式的數(shù)據轉換為 CAN協(xié)議格式的數(shù)據時的數(shù)據完整性要求，采用“基地址+偏移地址”的數(shù)據域定位方式快速實現(xiàn) FlexRay報文數(shù)據域到目標 CAN報文數(shù)據域的拷貝動作。同時，在 CAN協(xié)議格式的數(shù)據轉換為

4、 FlexRay協(xié)議格式的數(shù)據時，本文采用二次寫操作調度算法，克服應用程序對FlexRay控制器發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)的不可見。
　　最后，本文基于車載網關測試系統(tǒng)對車載 CAN網關和車載 CAN/FlexRay網關設計的有效性進行驗證。實驗結果表明，車載 CAN網關在正常工作狀態(tài)下可以快速的實現(xiàn) CAN子網間信息的交互，在車輛落鎖一段時間后可以協(xié)調不同子網進入休眠狀態(tài)及在總線高負載情況下正常的運行。同時，車載CAN/FlexRay網關的