[發(fā)明專利]CAN總線調(diào)度分析及監(jiān)控系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210076542.8
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102608979A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛成勇;劉曉建;孫睿;閆旭琴;車曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CAN總線應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種CAN總線調(diào)度分析監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)整車廠和研發(fā)單位在汽車電子控制單元(ECU)的開發(fā)過程中，對于CAN總線消息的分析和實時監(jiān)控主要應(yīng)用的是德國Vector公示開發(fā)的CANoe軟件及其配套的CAN接口卡。而CANoe軟件是一個大型的，覆蓋面比較廣的軟件系統(tǒng)，他對于整車電子系統(tǒng)的開發(fā)功效是非常大的；

在汽車的分布式嵌入式系統(tǒng)中，目前主流的通信網(wǎng)絡(luò)是CAN總線。CAN是事件觸發(fā)的通信協(xié)議，它根據(jù)消息的優(yōu)先等級和節(jié)點的狀態(tài)自動地調(diào)度消息的傳送。低優(yōu)先級的消息會因同時發(fā)生的高優(yōu)先級消息太多而不能及時發(fā)送，高優(yōu)先級消息也有可能由于節(jié)點狀態(tài)等的影響而丟失。

Tindell首先將單處理器的任務(wù)調(diào)度方法改造成適用于CAN總線的調(diào)度方法，求取消息的最壞響應(yīng)時間。CAN通信在網(wǎng)絡(luò)上的實現(xiàn)經(jīng)過2個階段：(1)通信任務(wù)將消息發(fā)到發(fā)送的通信控制器(CC)，(2)發(fā)送的通信控制器將消息發(fā)到接收的通信控制器。廣義地講，響應(yīng)時間是從需要產(chǎn)生通信的事件發(fā)生到消息到達目標(biāo)節(jié)點的時間，包括發(fā)送節(jié)點host內(nèi)的處理時間，host到CC的時間，總線上消息仲裁傳送時間，接收CC到目標(biāo)節(jié)點host的處理時間。仲裁獲勝的消息開始傳送后，便不能被中止，所以CAN調(diào)度是固定優(yōu)先級非搶先式的任務(wù)調(diào)度。

通過對算法描述，可以了解到如下內(nèi)容：

設(shè)M為信號矩陣，m是信號矩陣M中的一個消息。通常消息m的最差響應(yīng)時間R_m由三部分構(gòu)成：

●隊列抖動時間(queuing?Jitter)J_m，即從消息產(chǎn)生到進入隊列，準(zhǔn)備在總線上發(fā)送的最長時間間隔。這段時間通常依賴于發(fā)送消息的任務(wù)的調(diào)度情況，與總線調(diào)度無關(guān)。因此，這段時間通常被認為是一個保證消息傳輸?shù)淖畲笏沙跁r間，在計算時通常假定為0。

●隊列延遲(queuing?delay)w_m，即消息成功的在總線上傳輸之前，在CAN控制器或設(shè)備驅(qū)動隊列中逗留的時間。這段時間包括兩部分，即由于低優(yōu)先級消息正在總線上傳輸所引起的阻塞時間B_m和由于高優(yōu)先級消息搶占發(fā)送所引起的干擾時間I_m。

●傳輸時間C_m。

●消息的周期用T表示，消息m的周期就表示為Tm。

因此消息m的最差響應(yīng)時間R_m為：

?R_m＝J_m+w_m+C_m???(1)

其中w_m＝B_m+I_m。阻塞時間lp(m)是所有優(yōu)先級低于m的消息的集合。

hp(m)是所有優(yōu)先級高于m的消息的集合。上述公式是遞歸單調(diào)，可以通過迭代方法計算：

計算隊列延遲的計算公式：

初始值為wm0=Bm,]]>終止條件為

●Jm+wmn+1+Cm>Dm,]]>表明消息m不可調(diào)度。或

表明消息m的最差響應(yīng)時間是

上述計算中τ_bit是在CAN總線上傳輸一個位所需時間。比如對于1Mbps的CAN總線，τ_bit＝10^-6秒。