学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

车用FlexRay-CAN网关协议分析与设计

作　者: 阮华斌
导　师: 李仁发; 曾庆光
学　校: 湖南大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 关键字 嵌入式系统 汽车电子系统 FlexRay CAN FlexRay-CAN网关 信号映射
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 74次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着高新技术的发展，汽车不再只是代步工具，人们要求汽车具有越来越高的经济性、安全性、舒适性、环保性，因此决定这些性能的汽车电子系统已成为整车系统的关键部分。而CAN、FlexRay总线是当前、将来事实上的总线，更是未来汽车电子系统中的两种非常重要的总线，从而FlexRay-CAN网关的相关技术将成为推动汽车电子发展的重要因素。信号映射是FlexRay-CAN网关实现消息转换的重要机制，但是该机制中的消息组装方法还没有得到广泛而深入的研究。本文围绕FlexRay-CAN网关，首先详细分析了现有的相关研究，简单介绍了相关的汽车总线技术以及汽车网关的功能；然后对汽车网关的信号映射机制的流程及需要解决的问题进行了详细的分析；最后，提出了用于组装FlexRay-CAN网关的消息的两种方法以及用于优化FlexRay总线动态段的可调度性以弥补FlexRay-CAN网关的不足的一种方案。本文的主要研究工作如下。首先，提出了两种消息组装方法：一种是面向优化总线带宽利用率的方法，由于信号值的改变是随机的，当信号值不变时，该信号就可以不传输，因此如果某个消息中所有信号都不传输时，该消息也可以不传输，从而用来传输该消息的带宽空闲。因此通过使这种空闲带宽尽量大，并利用其来传输尽力转发型数据，可以减少总线带宽总量的需求；另一种是面向提高消息中的信号比特位利用率的方法，这种方法把单个周期较小的信号组装到多个周期较大的消息中，从而避免了周期较大的信号被组装到周期较小的消息中，提高了信号比特位的利用率。另外，本文还推导了消息周期的取值范围以及FlexRay总线通信周期的取值范围。其次，分析了消息大小、变量pLatestTx、动态段长度对FlexRay动态段可调度性的影响。然后提出了用于优化FlexRay动态段的可调度性的一种方案，这种方案把长度较大的消息从动态段移到静态段，把最后一个静态时隙与动态段合并以扩大动态段长度，从而提高了动态段的可调度性。另外，对FlexRay静态段中的消息最差响应时间进行了讨论，分析了该方案对消息最差响应时间的影响，并对相关理论进行了证明。最后，设计实验验证了第三章中的消息组装方法以及第四章中的优化方案，并对实验结果进行了分析，实验结果表明这些方法表现良好。但是还有很多不足，需要进一步研究。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
插图索引  10-11
附表索引  11-12
第1章 绪论  12-17
  1.1 研究背景和意义  12-13
  1.2 研究现状  13-15
  1.3 主要研究工作  15
  1.4 本文结构  15-16
  1.5 本章总结  16-17
第2章 汽车网关相关研究  17-28
  2.1 汽车总线  17-21
    2.1.1 FlexRay 总线  18-19
    2.1.2 CAN 总线  19-20
    2.1.3 FlexRay 与 CAN 的差异  20-21
  2.2 汽车网关  21-27
    2.2.1 概述  21-23
    2.2.2 汽车网关难点  23-24
    2.2.3 汽车网关功能  24-25
    2.2.4 信号映射机制  25-26
    2.2.5 消息组装方法  26-27
  2.3 本章总结  27-28
第3章 网关消息组装方法设计  28-39
  3.1 基于概率的消息组装方法  28-34
    3.1.1 引言  28-29
    3.1.2 系统模型  29-30
    3.1.3 分析  30-33
    3.1.4 方法设计  33-34
  3.2 一种优化信号带宽利用率的消息组装方法  34-38
    3.2.1 引言  34-35
    3.2.2 系统模型  35
    3.2.3 分析  35-37
    3.2.4 方法设计  37-38
  3.3 本章总结  38-39
第4章 FlexRay 网络优化方法设计  39-49
  4.1 引言  39
  4.2 相关研究  39-40
  4.3 系统模型  40-41
  4.4 问题分析  41-43
  4.5 优化方案  43-45
  4.6 实时性分析  45-48
  4.7 本章总结  48-49
第5章 实验验证与分析  49-53
  5.1 实验环境简介  49
  5.2 实验验证及分析  49-52
    5.2.1 基于概率的消息组装方法  49-50
    5.2.2 一种优化消息带宽利用率的消息组装方法  50-51
    5.2.3 FlexRay 网络优化方法  51-52
  5.3 本章总结  52-53
结论  53-55
参考文献  55-59
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  59-60
致谢  60

相似论文

  1. 汽车的电动助力转向系统,U463.4
  2. 基于ARM9的Windows CE系统移植,TP316.7
  3. 基于嵌入式图像处理单元的运动目标跟踪系统研究,TP391.41
  4. 面向嵌入式超声检测系统的图形接口设计与应用,TP274.53
  5. 多线阵CCD视觉测量系统的数据采集与处理,TP274.2
  6. LXI-VXI适配器研制,TP274
  7. 车载FlexRay主干网的构建与性能分析,TP273
  8. 高性能恒温晶体振荡器温度控制系统的研究,TN752
  9. 嵌入式中医经脉理疗仪的研究,R197.39
  10. 基于windows xp嵌入式系统的心电检测分析仪,R197.39
  11. 基于嵌入式系统钻孔成像装置的研究,P634.3
  12. IPsec VPN嵌入式硬件防火墙加密卡的应用研究,TP393.08
  13. 井下搜救机器人音视频采集传输研究与实现,TP274.2
  14. 具有远程网管功能的智能光纤收发器的研制,TN253
  15. 基于WEB的GPS监控系统设计与实现,TP311.52
  16. 以太网MAC层协议研究与FPGA实现,TP393.04
  17. 基于CDMA2000的移动多媒体终端设计,TN929.5
  18. 基于PN512芯片的通用读写系统研发,TP391.44
  19. 信芯HS2503软件系统设计与研究,TP311.52
  20. 基于SIP的手机视频监控系统的设计与实现,TN929.53
  21. 嵌入式系统中的Flash存储管理分析与设计,TP368.1

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
© 2012 www.xueweilunwen.com