專利名稱：汽車電子控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及汽車電子控制系統(tǒng)的改進(jìn)，特別是對CAN總線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的優(yōu)化和改善。
背景技術(shù)：
由于CAN總線具有其他通信方式無法比擬的優(yōu)點，使之成為電動汽車控制系統(tǒng)的理想總線。現(xiàn)代汽車中的子控制系統(tǒng)連接起來構(gòu)成一個實時控制系統(tǒng)——指令發(fā)出去之后，必須保證在一定時間內(nèi)得到響應(yīng)，否則，就有可能發(fā)生重大事故。這就要求汽車上的CAN通信網(wǎng)絡(luò)有較高的波特率設(shè)置。另外，汽車在實際運行過程中，眾多節(jié)點之間需要進(jìn)行大量的實時數(shù)據(jù)交換。若整個汽車的所有節(jié)點都掛在一個CAN網(wǎng)絡(luò)上，眾多節(jié)點通過一條CAN總線進(jìn)行通信，信息管理配置稍有不當(dāng)，就很容易出現(xiàn)總線負(fù)荷過大，導(dǎo)致系統(tǒng)實時響應(yīng)速度下降的情況。由于CAN網(wǎng)絡(luò)主要用來在車身和車內(nèi)動力總成的各個部件間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此總線的可靠性顯得非常重要。總線的數(shù)據(jù)的可靠性主要是由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)沖突和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延決定的。在CAN總線中，數(shù)據(jù)的位定時有一點小的錯誤就會導(dǎo)致總線性能的嚴(yán)重下降。雖然在許多情況下，位同步會修補(bǔ)由于位定時設(shè)置不當(dāng)而產(chǎn)生的錯誤，但并不能完全避免出錯情況，特別是遇到兩個或者多個CAN節(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)的情況時，錯誤的采樣點會使節(jié)點啟動錯誤認(rèn)可標(biāo)志，使得節(jié)點不能贏得總線上的任何活動。為了減少總線的錯誤就必須減少總線數(shù)據(jù)的沖突，要求數(shù)據(jù)有更高的可確定性，對最大通訊延時有更為嚴(yán)格的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種能夠解決車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)沖突、時延的，更精確的汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的CAN總線中的各個節(jié)點通常使用石英晶振作為時鐘發(fā)生器，傳輸網(wǎng)絡(luò)都采用了時間觸發(fā)的通訊方式，對于基于時間周期觸發(fā)數(shù)據(jù)我們可以利用TTCAN (Time-TriggeredController Area Network)技術(shù)和分布式優(yōu)先權(quán)隊列及動態(tài)晉升機(jī)制相結(jié)合的方案。本發(fā)明的有益效果CAN總線中的各個節(jié)點通常使用石英晶振作為時鐘發(fā)生器，可獨立進(jìn)行位定時參數(shù)的設(shè)置，這樣即使網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的時鐘不同仍然可以獲得相同的位速率。雖然網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的晶振的頻率并不是絕對穩(wěn)定的，各種因素都會使得晶振頻率產(chǎn)生微小的差異，但只要將其穩(wěn)定在振蕩器的容差范圍之內(nèi)，各節(jié)點通過重同步就會彌補(bǔ)這種頻率差異。傳輸網(wǎng)絡(luò)都采用了時間觸發(fā)的通訊方式，在這一方式下，時間被分成若干時間片，每一時間片內(nèi)傳輸?shù)南⒎N類是固定的。這樣，不同的消息在傳輸時就不會產(chǎn)生直接的竟?fàn)?，從而保證了最大傳輸時延的可確定性，也提供了通過設(shè)計來減小最大傳輸時延的可能性。由于對于基于時間周期觸發(fā)數(shù)據(jù)我們可以利用TTCAN(Time-TriggeredController Area Network)技術(shù)和分布式優(yōu)先權(quán)隊列及動態(tài)晉升機(jī)制相結(jié)合的方案,所以解決了數(shù)據(jù)的發(fā)送沖突和時延問題。


圖I是本發(fā)明的時間觸發(fā)報文發(fā)送流程圖；圖2是本發(fā)明的動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法的程序流程圖。
具體實施例方式CAN總線中的各個節(jié)點通常使用石英晶振作為時鐘發(fā)生器，傳輸網(wǎng)絡(luò)都采用了時間觸發(fā)的通訊方式，對于基于時間周期觸發(fā)數(shù)據(jù)我們可以利用TTCAN (Time-TriggeredController Area Network)技術(shù)和分布式優(yōu)先權(quán)隊列及動態(tài)晉升機(jī)制相結(jié)合的方案。本系統(tǒng)中有時間觸發(fā)和事件觸發(fā)發(fā)送兩種報文，時間觸發(fā)報文利用TTCAN協(xié)議中的方法來進(jìn)行調(diào)度；事件觸發(fā)報文利用優(yōu)先權(quán)隊列及動態(tài)晉升機(jī)制進(jìn)行調(diào)度。具體流程如下I.時間觸發(fā)報文的發(fā)送。以車速信號報文為例，其發(fā)送周期為lms。處理器外部晶振頻率為16MHz，經(jīng)過處理器內(nèi)部2分頻后為8MHz，作為處理器內(nèi)部總線頻率，即系統(tǒng)時鐘。首先在處理器的定時器初始化時設(shè)置定時器中斷周期為一個NTU，從參考報文發(fā)送后開始計數(shù)，計到60后便發(fā)送一條車速信號報文，然后再重新開始計數(shù)。具體流程圖如圖8. 3所示。2.事件觸發(fā)報文的發(fā)送。根據(jù)第5章中關(guān)于分布式優(yōu)先權(quán)對列及動態(tài)晉升機(jī)制的闡述，以及第7章中CAN報文ID的分配規(guī)則，我們可實現(xiàn)對事件觸發(fā)報文發(fā)送的調(diào)度，如圖7. I所示，首先29位ID的前3位為組號，用來區(qū)分時間觸發(fā)報文組和事件觸發(fā)報文組，前者組號為001，后者為010，即事件觸發(fā)報文的優(yōu)先級低。接著的8位ID為動態(tài)優(yōu)先權(quán)字段，它們是對事件觸發(fā)報文調(diào)度的關(guān)鍵所在。ABS單元節(jié)點、EPS單元節(jié)點、車身控制單元節(jié)點的8位動態(tài)優(yōu)先權(quán)字段ID都被虛擬地插入分布式優(yōu)先級隊列DPQ中，然后設(shè)置ABS單元節(jié)點、EPS單元節(jié)點、車身控制單元節(jié)點的動態(tài)優(yōu)先權(quán)晉升系數(shù)分別為3、2、1。如圖8. 4所示，如果某時刻總線處于空閑狀態(tài)，則可立即發(fā)送事件觸發(fā)報文，發(fā)送成功之后將所發(fā)送的節(jié)點動態(tài)優(yōu)先權(quán)字段置為最低；若總線不是空閑狀態(tài)，該時刻還有其他報文同時發(fā)送，則開始對標(biāo)識符進(jìn)行仲裁，這時對8位動態(tài)優(yōu)先權(quán)字段進(jìn)行比較，優(yōu)先權(quán)大的報文首先發(fā)送，失去仲裁的報文則等待，并將優(yōu)先級等級根據(jù)自身的動態(tài)優(yōu)先權(quán)晉升系數(shù)進(jìn)行提升，若是ABS節(jié)點，則提升3級，成為最高優(yōu)先級節(jié)點；若是EPS節(jié)點，則提升2級；若是車身控制節(jié)點，則提升I級。這樣，對實時性要求最高的ABS節(jié)點即使在第一時刻沒有贏得仲裁，也必定會在第二次(如果有)中取得發(fā)送權(quán)，而經(jīng)過計算，這期間延時的時間為2. 857ms，基本屬于正常反應(yīng)時間，不會對車輛的行駛造成太大的影響。通過以上方案設(shè)計的CAN網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載由于和總線上報文的發(fā)送次數(shù)有關(guān)，因此網(wǎng)絡(luò)負(fù)載相當(dāng)小，即使峰值時，預(yù)計負(fù)載也不會超過I %，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于網(wǎng)絡(luò)的極限負(fù)載30%。所以無論是時間觸發(fā)報文還是事件觸發(fā)報文都能在該調(diào)度算法中良好的工作，能夠極大減輕CAN總線網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載 ，滿足汽車電子控制系統(tǒng)對實時性的要求。
權(quán)利要求
1.一種汽車電子控制系統(tǒng)，其特征在于CAN總線中的各個節(jié)點通常使用石英晶振作為時鐘發(fā)生器，傳輸網(wǎng)絡(luò)都采用了時間觸發(fā)的通訊方式，對于基于時間周期觸發(fā)數(shù)據(jù)我們可以利用TTCAN(Time-Triggered Controller Area Network)技術(shù)和分布式優(yōu)先權(quán)隊列及動態(tài)晉升機(jī)制相結(jié)合的方案。
全文摘要
一種汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)是涉及汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)，特別是對CAN總線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的優(yōu)化和改善。本發(fā)明提供一種能夠解決車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)沖突、時延的，更精確的汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。CAN總線中的各個節(jié)點通常使用石英晶振作為時鐘發(fā)生器，傳輸網(wǎng)絡(luò)都采用了時間觸發(fā)的通訊方式，對于基于時間周期觸發(fā)數(shù)據(jù)我們可以利用TTCAN(Time-Triggered Controller Area Network)技術(shù)和分布式優(yōu)先權(quán)隊列及動態(tài)晉升機(jī)制相結(jié)合的方案。
文檔編號B60R16/023GK102848996SQ201110175519
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者張驍懿 申請人:張驍懿