改进型 CAN 总线协议的实时性研究

目前,CAN 总线广泛应用于实时控制系统,其实时性对系统的安全性和可靠性产生很大影响.为了提高 CAN 总线的实时性,文中系统分析了 CAN 总线协议特点,提出减少标识符、增加数据位等改进措施,降低其数据帧自身开销,对CAN 协议进行改进.最后对改进型协议的帧利用率进行了分析,并通过将改进型协议应用于一个消息集,得到了消息集的最坏响应时间.实验结果表明,改进型协议在提高帧利用率的同时,缩短了消息的最坏响应时间,从而提高了 CAN 总线通信的实时性.     

硬实时系统中基于软件容错模型的容错调度算法

在硬实时系统中,由于任务超时完成将会导致灾难性后果,因此硬实时系统必须具有实时性和可靠性保障.软件容错模型是提高硬实时系统容错能力的一种有效方法.针对硬实时系统中容错优先级两种分配策略存在的不足,基于软件容错模型提出了一种容错优先级可提升的双重优先级分配策略.该方法通过为替代版本分配双重优先级,不仅能够提高硬实时系统的容错能力,同时还能够显著减少任务间的抢占次数.为了获得双重优先级分配的最佳策略,基于任务最坏响应时间的可调度性分析,首先提出了一种最大的双重优先级配置搜索算法(MDPCSA).然后结合MDPCSA算法,提出了一种最优的双重优先级配置搜索算法(ODPCSA).仿真实验表明,与两种分配策略相比,在提高系统容错能力和降低抢占开销方面更为有效.     

基于CAN总线实时应用的可靠调度性研究

CAN总线是一种高级的串行通信协议,适用于各种分布式控制系统。在实时应用中,标准的CAN协议使用静态优先级算法,对传输信道的利用率比较低。对基于CAN总线通信的动态优先级调度算法进行研究后,提出了一种基于指数分配方式的MTS算法,在保证强实时性消息的同时兼顾了低优先级消息的公平性。     

改进型CAN总线协议的实时性研究

目前,CAN总线广泛应用于实时控制系统,其实时性对系统的安全性和可靠性产生很大影响。为了提高CAN总线的实时性,文中系统分析了CAN总线协议特点,提出减少标识符、增加数据位等改进措施。降低其数据帧自身开销,对CAN协议进行改进。最后对改进型协议的帧利用率进行了分析,并通过将改进型协议应用于一个消息集,得到了消息集的最坏响应时间。实验结果表明,改进型协议在提高帧利用率的同时,缩短了消息的最坏响应时间,从而提高了CAN总线通信的实时性。     

基于CAN总线的容错冗余技术研究

CAN总线网络的可靠性历来是CAN总线网络设计时需要考虑的一项重要指标;CAN协议本身具有容错控制的功能,但是当网络信息负载较大时,网络容易出错,且CAN总线网络排除永久性故障的能力较差,不能满足对实时性和可靠性要求较高的网络需求;为了提高总线网络工作的可靠性,实现对CAN总线网络的实时控制,在传统冗余技术的基础上提出一种新型的CAN总线容错冗余技术;实验结果表明这种新型的CAN总线冗余技术在总线信息负荷较少的情况下能达到预期的效果。     

矿用新能源电机车CAN通信网络软件优化方法

针对矿用新能源电机车CAN节点发送错误造成关键信息丢失的隐患,在TTCAN协议的基础上提出了CAN总线发送容错方法,即对CAN节点发送失败的报文重新发送,当发送成功或者达到预设的最大重发次数后退出该报文的发送;给出了一种CAN总线高效接收、处理报文方法,在中断接收报文期间对报文进行缓存操作,同时修改接收到的报文数量,主程序以此为依据逐条对存放在缓冲区的报文进行后续处理,实现了报文接收与处理的分时操作。测试结果表明,该优化方法可有效提高CAN总线通信的实时性和可靠性,同时减小了各CAN节点CPU开销,提高了工作效率。     

应用于电动汽车的CAN网络应用层协议研究

介绍了CAN技术规范和OSI参考模型;从通信内容的确定、标识符分配、消息编码方式、消息调度策略、数据格式定义5个方面考虑,制定了一套适用于电动汽车的CAN网络应用层协议。实际应用表明,采用该协议的CAN总线通信系统有很高的可靠性,通信负载率不超过30%,保证了紧急报文的及时发现和处理。     

CAN网络层次化动态调度策略设计与实现

CAN总线是一种基于消息的事件触发通信服务,主要应用于汽车、机器人等实时通信系统.CAN总线上有多个节点互相独立工作,当多个节点访问总线时出现消息碰撞,由于CAN总线采用按位仲裁算法决定节点访问总线的优先级,导致低优先级节点访问失败,而高优先级节点继续传输消息,这种方式导致低优先级节点饥饿现象而丢失消息,因此CAN总线调度算法随之被提出.目前调度策略已从静态发展到动态,但是随着节点的增多,系统维护和调度难度增加,单条总线调度策略难以维持系统性能需要.因此本文考虑将系统中的节点挂载到多条CAN总线上构成CAN网络,针对CAN网络提出了一种层次化的动态调度算法,将节点优先级仲裁分为：单条总线本地优先级仲裁和系统全局优先级仲裁,确定系统优先级最高的节点,使其进行数据传输.利用MATLAB中的Stateflow工具,建立分层动态调度模型,依据CAN总线数据传输机制和仲裁机制,设计实现了节点模块、总线模块、函数模块等,在总线模块实现了两级调度.实验结果表明,本算法在增加了节点总数目的基础上,满足高优先级节点传输且避免了低优先级节点的饿死现象.     

CAN总线在高可用容错系统中的应用

本文设计了一种通信系统,该系统是建立在高可用容错系统下的子系统。通信系统进行了冗余设计,容错系统中单元之间的数据通信,是通过通信总线来实现的。该系统采用的是可靠性较高的CAN总线及接口控制器来实现的,这种总线具有,成本低、传输距离较长、数据传输速率高等多种高可靠高实时性,所应具备的特点。     

基于CAN总线的轮询通信系统设计

针对传统CAN总线通信系统基于仲裁发送机制所存在的通信通道易堵塞、实时性、可靠性差问题,设计了CAN总线节点轮询通信系统。系统CAN总线通信机制为采用主从控制下的节点轮询方式。最后,通过实验完成了CAN轮询通信测试,结果表明,CAN通信实时性高,整机运行稳定、可靠。