[發明專利]一種面向車載CANFD網絡的信號分組打包方法

有效

• 申請號: 201610428823.3
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN105915425B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 謝勇;吳克壽;何一凡;洪朝群;王曉棟;胡亮
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/911;H04L12/927
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙)35221
• 代理人: 麻艷

技術領域

本發明屬于汽車電子領域，涉及一種車載ECU中通信信號數據的處理，特別涉及一種面向車載CAN FD網絡帶寬利用率優化的信號分組打包方法。

背景技術

隨著汽車在人們的日常生活中發揮越來越重要的作用，人們從經濟和社會等方面對汽車提出了越來越嚴格的要求。因此，汽車正朝著電子化、網絡化和智能化的方向飛速發展。汽車工業正經歷的上述變革使得汽車電子系統的復雜性驟增，車載網絡中需傳輸的數據量急劇增多。但是現有的在汽車電子系統中應用最為廣泛的CAN網絡的最大帶寬僅為1Mbps，為此博世在2011年推出了一種CAN升級版的網絡協議CAN FD。CAN FD的最大帶寬可達8Mbps，可滿足快速增長的車載數據的傳輸要求。但是CAN FD消息的負載以字節為單位，負載大小可分別設置為{1,2,3,4,5,6,7,8,12,16,20,24,32,48,64}。因此，不同的信號打包結果將產生不同的帶寬需求。現有研究已經證明CAN信號打包問題是一個典型的NP難問題，CAN FD消息負載的配置比CAN更復雜。因此，需要提出一種高效的CAN FD信號打包算法來實現CAN FD高帶寬的有效利用。

為解決該問題，一種簡單的信號打包方法是將每個信號都單獨打包成一個消息。但是該方法生成的消息個數與信號個數相等，一方面將增加消息之間相互競爭網絡的幾率，另一方面，消息包含的帶寬沒有被充分利用，從而造成了帶寬的浪費。中國專利申請號201410113555.7,名稱“一種面向汽車CAN網絡帶寬消耗優化的車輛信號封裝方法”和研究工作(如“Sandstrom K,Norstrom C,Ahlmark M.Frame Packing in Real-Time Communication.In:Proc.of RTCSA.2000.399–403.”、“Saket R,Navet N.Frame Packing Algorithms for Automotive Applications.Journal of Embedded Computing,2(1):93–102,2006.”、“Polzlbauer F,Bate I,Brenner E.Optimized Frame Packing for Embedded Systems.IEEE Embedded Systems Letters,2012,4(3):65–68.”等)提出了面向CAN的信號打包方法，但是一方面，該方法面向CAN FD的消息格式、帶寬等方面與CAN不同，CAN FD的信號打包更加復雜。另一方面，現有方法僅以單個信號作為打包的基本單元，未就周期相等的信號進行統一打包，打包結果對應的帶寬利用率不夠高效。“Bordoloi U D,Samii S.The Frame Packing Problem for CAN-FD.In:Proc.of RTSS.2014.284-293.”提出一種基于動態規劃的CAN FD信號打包算法，但是該算法僅適用于信號大小為整數個字節的情況，且以單個信號作為打包單元，在算法的通用性和帶寬利用率優化方面不足。因此，必須提出面向車載CAN FD網絡的信號打包方法，在滿足系統實時性要求的前提下，實現帶寬利用率的優化。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種面向車載CAN FD網絡的信號分組打包方法，其可在保證CAN FD網絡可調度的前提下，實現網絡帶寬利用率的優化。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種面向車載CAN FD網絡的信號分組打包方法，包括如下步驟：

步驟1，依據信號的周期大小對信號進行分組，并根據周期大小對分組得到的信號組進行升序排列；

步驟2，依據空閑帶寬評價指標和整數線性規劃算法將信號組依次打包到消息之中，得到消息集；

步驟3，按照時間健壯性升序的順序為打包后得到的消息集分配優先級并進行調度分析，如果打包后得到的消息集不可調度，則對打包后得到的消息集進行拆分以提高整個消息集的可調度性，直到打包后得到的消息集可調度或沒有消息可被拆分為止。

上述步驟1中，還對信號組內的信號按照信號大小進行升序排列。

上述步驟2的詳細內容是：