柔性时间触发控制器局域网络(CAN)系统动态规划应用与性能分析

为满足汽车进一步智能化的需要,同时支持时间触发与事件触发服务兼具设计与调度灵活性成为汽车总线发展的方向,针对当前现有车上控制器局域网络(Controller area network,CAN)总线不能有效处理时间触发的周期性信息,时间触发的控制器局域网络(Time-triggered CAN,TTCAN)协议具有时间触发功能但缺乏信息调度的灵活性等问题,分析基于动态规划的柔性时间触发控制器局域网络(Flexible time-triggered CAN,FTTCAN),研究FTTCAN双相基本周期结构。分别推导出双相内基于动态规划调度的信息传输时间特性参数分析方法,并基于FTTCAN原理具体设计出纯电动汽车FTTCAN总线控制系统。采用动态规划方法设计出信息调度策略,对信息传输特性进行分析及与CAN方案对比。最后在CAN总线开发系统上进行FTTCAN协议运行试验。对比与试验结果验证了采用FTTCAN的方案兼具时间触发与事件触发服务功能,且具有较好灵活性特点,是汽车总线系统优化设计的好方法。

柔性时间触发CAN总线信息动态调度研究

控制器局域网CAN总线已经广泛应用于嵌入式实时系统中,如车载实时控制与无人驾驶车辆领域。但是,随着嵌入式实时系统实时性要求的不断提高,系统的确定性以及总线带宽资源的限制受到了重视,而柔性时间触发控制器局域网(FTTCAN)可以同时支持时间触发和事件触发信息,集合了信息调度的确定性和灵活性,能够满足系统确定性、实时性要求。为了获得较高总线利用率及避免低优先级信息死锁,本文将优先级动态提升调度方法引入FTTCAN,通过调度车辆信息实例,验证了该算法良好的调度性能。

车载CAN和FTTCAN网络设计与调度策略

针对CAN总线不能有效处理时间触发的周期信息和事件触发信息共网实时性通信问题,考虑网络设计、调度的灵活性,将FTTCAN(flexible time triggered CAN)引入汽车动力控制系统,与车身控制系统低速CAN互联组建车载网络,给出了FTTCAN同步相调度中周期信息调度表SchT的制定方法,通过分析车载网络系统实时性与确定性,验证了该方案的可行性和优越性。

基于FTT-CAN的电动汽车动态调度算法研究

针对在控制器局域网(CAN)总线中存在低优先级信息会因为高优先级信息频繁占用总线而出现的死锁问题,在车辆控制系统中引入柔性时间触发机制组建柔性事件触发控制器局域网(FTT-CAN),针对周期信息和随机信息,分别在FTT-CAN的同步相和异步相中采用最早截止期优先(EDF)调度和动态提升优先级(DPP)调度,介绍了FTT-CAN触发原理,提出基于EDF和DPP的动态调度算法,将该调度算法应用于典型电动汽车控制系统模型的调度,验证了该调度算法的优越性。

FTT调度模型中面向性能优化的消息周期指定算法

针对周期可变的实时消息集,建立柔性时间触发调度模型下消息周期与系统性能的优化模型,并给出解析取整和贪心选择2种消息周期近似最优指定算法。在此基础上,提出结合OptInt与Greed 2种算法的Comb算法。Comb算法通过利用OptInt算法获得较好的初始解,运用Greed算法对初始解进行二次优化,实现OptInt与Greed2种算法的有效组合。理论分析与仿真实验结果表明,Comb算法具有Greed算法步骤简单、算法复杂度低的优点,在保证消息集可调度前提下,能有效地优化系统的整体性能。

采用混合调度策略的矿车CAN网络设计

随着矿车控制系统实时性要求的不断提高,要求系统总线保证信息传输的确定性以满足系统的安全需求,而CAN协议总线的事件触发机制难以满足这种需求,本文将具有时间触发调度机制的FTT-CAN引入矿车实时控制系统,提出了一种基于FTT-CAN的混合调度策略。