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.     

CAN总线上层协议的设计

提出多帧控制协议和节点互访协议，讨论了两种协议在CAN协议上的实现及报文调度方法。采用多帧控制协议对多帧报文进行传输控制。节点互访协议采用存储区映射的方法来建立节点之间的逻辑联系，借鉴了MODBUS协议请求/应答形式的数据通信方法。实验表明该设计应用于电梯控制系统，能充分满足性能指标要求。     

CAN总线控制系统的应用层协议CANopen剖析

CANopen是基于CAN（Controller Area Network)开发的应用层协议，CANopen网络可以根据具体通讯需求设置成多种通讯模式，提高了通讯效率和灵活性，为分布式控制提供了一种理想的网络系统，广泛应用于各种领域，本文着重介绍了CANopen协议的对象字典，不同的通讯模式和网络管理等重要概念，从CANopen应用中若干问题。     

CAN总线控制网络实时性分析

控制回路通过实时网络闭环而成的反馈控制系统称为网络控制系统。由于控制回路网络中信息传输时延的存在,使得控制回路系统的实时性非常重要。在系统分析了CAN总线网络控制系统的时域特性的基础上,提出了一种基于CAN总线的网络控制系统设计方案,采用多率采样和动态时间窗设计概念,减少了闭环网络控制系统的时延,提高了网络带宽利用率。     

CAN总线协议分析及实验仿真系统设计

CAN总线局域网在工业控制系纬中得到广泛应用,但是国内缺少实时性分析与评估的有效工具,鉴于此,在介绍CAN总线的特性及分层结构的基础上,开发了基于CAN总线应用协议的实验仿真系统,进行应用协议的在线测试、评估,为网络系统的设计、开发、测试及消息模型的研究提供实验平台.实验表明,该系统功能完备、性能可靠、方便实用,是一个较好的工具.     

CAN总线及其高层协议

CAN总线作为一种极具潜力的控制器局域网总线，在汽车电气控制系统、农业机械电子设备、工厂自动化、机械控制等方面获得了广泛的应用。主要介绍了CAN总线及基于CAN总线的高层协议的历史、帧格式、特点和应用。     

混合电动汽车中的CAN总线研究与应用

本文针对CAN总线的特点，结合混合电动汽车控制系统的实际情况，详细分析了CAN总线在混合电动汽车控制系统中的应用。特别对应用层协议制定的原则与技巧进行了研究：最后针对实际应用，给出了CAN总线在混合电动汽车现场调试过程中的实例。     

基于CAN的现场总线通信控制器研究

本文介绍了CAN总线的主要性能及特点，并结合自行开发设计的现场总线智能模块和通信控制器提出了CAN总线在实际工业应用中的总体结构，同时给出了CAN总线协议转换器的硬件设计方法和通信协议。     

一种主从式的CAN总线高层协议设计及应用

针对空间粒子探测器阿尔法磁谱仪的地面测试系统,设计一种主从模式的CAN高层协议,通信采用请求/响应方式,即有确认的通信.详细介绍了协议的数据包格式和CAN标识符分配.基于实时操作系统,介绍了协议的软件实现.应用结果表明,该协议满足系统通信带宽要求,且能保证高可靠的通信.     

CAN总线综述

本文介绍了CAN总线的基本知识,包括什么是CAN总线,发展吏、工作过程、特性、高层协议;并对其主要技术指标进行了详述;最后就其具体应用给出了实例。     

Improved Blocking Time Analysis and Evaluation for the Multiprocessor Priority Ceiling Protocol

The Multiprocessor Priority Ceiling Protocol （MPCP） is a classic suspension-based real-time locking protocol for partitioned fixed-priority （P-FP） scheduling. However, existing blocking time analysis is pessimistic under the P-FP ＋ MPCP scheduling, which negatively impacts the schedulability for real-time tasks. In this paper, we model each task as an alternating sequence of normal and critical sections, and use both the best-case execution time （BCET） and the worst-case execution time （WCET） to describe the execution requirement for each section. Based on this model, a novel analysis is proposed to bound shared resource requests. This analysis uses BCET to derive the lower bound on the inter-arrival time for shared resource requests, and uses WCET to obtain the upper bound on the execution time of a task on critical sections during an arbitrary time interval of △t. Based on this analysis, improved blocking analysis and its associated worst-case response time （WCRT） analysis are proposed for P-FP ＋ MPCP scheduling. Schedulability experiments indicate that the proposed method outperforms the existing methods and improves the schedulability significantly.     

基于CAN总线的煤矿实时通信协议研究

根据煤矿监控系统中周期数据和非周期数据对时间的不同要求,在CAN总线非破坏性优先权逐位仲裁规则的基础上,提出一种节点传递法则,有效地减小数据碰撞的概率,解决帧传输延时的不确定性,提高信道的使用率和传输数据的实时性,介绍该实时通信协议,给出例外事件的处理方法,讨论并分析帧最大传输延时的具体计算方法。     

一种改进的分布式实时事务调度协议

分布式实时事务调度协议用于实现事务间读写的并发控制,以满足事务的一致性与隔离性要求.本文改进了动态调整时间间隔的乐观并发控制协议,提出了一种分布式实时事务调度协议DOCC-DATI,协议分为读阶段、等待阶段、准备阶段和提交阶段.协议在读阶段和等待阶段利用事务的优先级信息,动态调整事务的串行化顺序,使高优先级事务优先进入验证阶段,并通过阻塞机制避免部分低优先级事务的不必要重启.由于分布式环境下处于准备阶段的数据不可访问,这将增加事务的阻塞时间,因此本文允许处于准备阶段的事务借出数据给低优先事务.为避免传统的两阶段提交协议中由单点故障而导致的实时事务阻塞,本文通过Paxos一致性算法提交分布式实时事务.提议的方法在一个模拟的分布式实时数据库环境中得以应用,显示出了优良的结果.     

工控系统应用CAN总线的几种改进方法

实时现场总线CAN因其自身显的优点，已广泛应用在工业领域中。随着分布式自动化系统复杂性一再增加，对网络范围和实时性的要求越来越高，传统CAN渐渐显露出它的局限性。本讨论了对CAN总线的几种改进方法。它们不仅能提高CAN的性能，而且能兼容传统CAN总线。     

回卷恢复模型下容错实时系统的可调度性分析

实时任务的超时完成将会导致灾难性后果,因此实时系统必须具备严格的实时性及可靠性保障.考虑实时系统的容错需求,本文基于回卷恢复模型,对容错实时系统的可调度性分析进行研究.在基于任务最环响应时间的可调度性分析方法中,容错优先级配置是决定系统可调度性的关键.为了改进系统的可调度性,提出一种容错优先级可降低的配置策略,并推导出此策略下任务最坏响应时间的计算公式,以判断系统的可调度性.降低策略下低优先级任务可挪用高优先级任务的空闲时间来满足自身的截止时限要求.仿真实验表明,降低任务的容错优先级可以有效提升系统的容错能力.     

一种改进的分布强实时系统可调度性分析算法

Holistic算法是用于预测分布强实时系统可调度性的一种有用的方法.对该算法进行改进,扩展了原算法,使其更具普遍性.并且以一种高可靠、强实时、分布信息处理系统为研究背景,对有关应用实例进行了测试和分析.实验结果说明,改进后的算法更加准确、有效.     

基于扩展帧格式的CAN较高层通信协议设计

本文概述了CAN总线的特点，简要分析了目前应用于控制领域的CAN总线通信规范及其标准化应用层协议。详细介绍了一种基于扩展帧格式的CAN通信协议的设计方案和主要设计思路。     

区域计算机联锁CAN实时性改进及仿真分析

区域计算机联锁系统采用调度监督加集中联锁的方式实现,其安全通信网通过物理介质的延伸进行区域性控制,随着大量相邻站点并入系统,对安全协议的实时性要求也逐渐增高。为此,针对该系统使用的控制局域网络( CAN)总线协议,对站间安全通信网CAN总线的传输时延进行分析,采用动态优先级算法对实时性进行改进。仿真结果表明,通过改变负载,相比于标准CAN,改进的CAN总线协议降低了节点的最大时延,能够保证不同类型节点的实时性,可满足区域计算机联锁系统对网络通信的要求。