基于CAN总线网络控制系统的混合调度算法研究

文章以CAN总线为研究对象,在网络控制系统中,经过对原有动、静态调度算法及采用分级调度机制的混合调度算法(MTS)的分析和研究,提出了一种改进的混合调度算法IMTS;在IMTS算法中,采用动态调度算法LLF或EDF来调度硬实时性消息;采用静态调度算法DM,并分别结合RM算法或先来先服务策略来调度软实时性消息和非周期非实时性消息;最后利用基于Matlab/Simulink仿真环境下的TrueTime-1.5工具箱分别对一般的MTS算法和改进的IMTS算法进行仿真比较,分析了IMTS算法对网络控制系统性能的影响,该算法取得了较理想的调度效果。     

CAN总线混合调度算法及仿真

在CAN总线组成的网络中,随着传输的信息的增多,固定优先级算法已经不能满足系统在信息传输实时性的需求。文章在分析CAN总线信息模型和常用信息调度算法的基础上,提出了一种能有效提高系统性能的混合调度算法,并引入基于利用率的可调度分析方法对该算法进行了理论上的可调度分析。最后,进行了基于LPC2129的仿真平台进行了仿真实验,结果显示了该算法的有效性。     

基于CAN总线的共享时钟混合调度算法

CAN总线协议已广泛地应用在分布式嵌入式实时系统中,研究表明共享时钟调度算法能够很好地将基于CAN的微处理器和时间触发网络结构结合起来。针对现有共享时钟调度算法大多采用时间触发不可抢占调度机制的不足,结合时间触发混合调度模型,提出了一种共享时钟混合调度算法,并对算法的消息传输时间、错误检测时间和抖动进行了相应分析。使用Matlab下的Truetime工具搭建仿真平台,仿真结果表明,提出的算法能够减少传输时间,降低抖动,增强实时性。     

车载FlexRay网络调度算法综述

FlexRay是为车载网络系统中高速率通信需求而开发的网络通信标准,将事件触发和时间触发2种方式相结合,以满足汽车安全性和可靠性的需求。由于其良好的发展前景,得到了学界和企业界的广泛关注,在提高网络利用率和可靠性方面开展了很多研究。而消息调度算法在提高网络性能方面起着至关重要的作用,为此,从静态段消息调度、动态段消息调度和CAN/FlexRay混合网关消息调度等3个方面对近年来消息调度相关研究进行了详细的总结和分析,并指出了当前研究的不足和未来可能的研究方向。     

结合通信重排和消息合并的通信调度方法研究

网络通信对于高性能计算机应用至关重要。当前,随着数值模拟应用的复杂化和并行规模的不断提升,应用软件对于缓解拥塞和减少通信协议开销的需求愈发迫切。传统的消息合并方法只以减少通信协议开销和延迟为目标,所以针对小消息进行合并。与之不同的是,从调度算法的角度提出了一种通过消息重排以减缓大消息网络拥塞,并基于优先级合并消息来提高网络有效利用率的算法。实验表明,该算法针对真实应用的通信性能最大可以提升41%,平均对每个应用提升了10%。     

CAN总线固定优先级调度算法的应用

分析了CAN总线的最差消息传输模型，提出了一种固定优先级调度算法；针对系统控制实时性的要求及特点，对6自由度平台系统的消息进行调度。实际使用证明，该方法改善了6自由度平台的整体控制性能，提高了网络利用率，消息的截止期得到满足。     

基于CAN一卡通系统总线调度策略建模与仿真

基于控制器局域网(CAN)的测控系统需要采用恰当的总线调度策略以满足数据传输的实时性要求,其建模与仿真能对网络设计进行评估和优化。在设计一卡通系统线性混合总线调度算法的基础上,运用网络仿真系统OPNET设计了一种改进的CAN CSMA/CA模型。应用该模型对所设计的总线调度算法的效率和稳定性进行了仿真分析和比较。结果表明,该算法能够有效地满足一卡通系统数据传输的实时性要求。     

基于 CAN 总线的网络监控系统调度算法研究与改进

分析RM、EDF、MEF-TOD经典实时调度算法的不足。针对实际网络监控系统中通信对象的特点,结合CAN总线协议,设计一种混合调度算法。利用TrueTime工具箱建立网络监控系统模型,对算法进行仿真、分析,证明了该算法的有效性和优良性。     

研究CAN网络平台的仿真模型与分析方法

控制器局域网(CAN)是为解决控制器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议.为了满足控制系统的实时需求.设计CAN网络平台需要着重考虑消息的网络延迟时间.为此,需要建立CAN消息延迟时间分析模型和仿真平台.本文利用周期性固定优先级任务不可剥夺调度模型与CAN网络消息发送过程的相似性,建立起CAN网络的消息排队模型作为仿真模型,实现了一个仿真实验平台,并以THECU四节点CAN网络通信平台为对象,进行仿真实验和平台分析,验证了仿真模型的合理性,讨论了消息生成周期和相位对消息延迟的影响.     

基于CAN总线的时钟同步机制研究

作为一种典型的多主系统,CAN总线具有高实时性特点,在应用中,需要根据实际系统的要求选定恰当的调度算法,满足其消息传输的实时性要求。在CAN总线中有效地实施调度算法,必须提供高精度的时钟同步机制。在此基础上,分析了如何把“后期协商”时钟同步算法应用于CAN总线,设计了一种改进的容错性“后期协商”同步算法,提供了高精度的时钟同步机制,实现了在CAN总线中有效地实施调度算法,提供了一定的容错能力,减少同步开销。     

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.     

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。     

一种新的效用冗余混合DTN路由算法

针对容迟网络(DTN)的高延迟、间歇性连接和资源受限等特点,提出一种新的效用冗余混合DTN路由算法NHRA。根据节点的相遇频率和连通时长等信息估算消息转发效用,指定消息在网络中的最大拷贝数,根据消息转发效用结合基于二叉树的方法来分配消息拷贝任务,实现消息的多路径并行传输,在提高传输性能的同时,有效地控制了网络开销。仿真实验结果表明,与现有相关算法相比,该算法可获得更高的消息传达率,并且花费的通信开销更低。     

基于议价博弈的高效机会网络路由算法

现有基于议价博弈的机会网络路由算法存在着因节点交互过程偏多所引起的控制开销过大、对无用消息提出请求时带来了额外开销和博弈双方达成交易概率不高所引起的时延以及SV列表中消息剩余跳数降为1时带来了额外开销等问题,对此提出了一种高效的机会网络路由算法——EORB。该算法通过采用自适应精简数据包摘要、自适应合并SV-DP消息和求购消息、综合考虑买卖双方收益的博弈策略等机制减少了冗余开销,加速了消息的转发速率并提高了消息的到达率。仿真结果表明,该算法有效提高了数据传送到达的成功率,降低了系统开销以及消息的平均端到端时延。     

主从结构交换式以太网中实时消息调度研究

为使交换式以太网能满足实时通信的要求,针对FTT SE网络调度模型,提出了一种同时适用于周期性和非周期性实时消息的链路可调度性判定方法。在证明了消息链路调度优化问题MLSOP为NP complete的同时,针对周期性实时消息的链路调度优化给出了启发式算法LSHA。最后,对于周期性和非周期性实时消息分别设计了基于EDF的调度算法。仿真实验表明,在提高网络链路带宽利用率和减小消息平均延时方面,该算法均较FTT SE有明显的优势。     

基于CAN总线的网络控制系统调度研究

网络控制是计算机技术、通信技术和控制技术融合发展所形成的一个新领域,网络调度对网络控制系统的性能有着重要影响.本文在介绍了网络的可调度性分析方法和基本调度算法之后,提出了一种改进的混合调度算法(MTS),并利用TrueTime工具箱构建了基于CAN总线的网络控制系统仿真平台.通过比较改进前后的MTS算法对电动机网络控制系统影响的仿真实验,证明了该算法的有效性,改进后网络控制系统的性能有了很大提高,超调量大大减小,调节时间缩短.     

CAN总线中改进的EDF调度算法可调度性分析

针对于CAN总线的调度问题,因现有的平均分区EDF调度算法在对于优先级反转问题上收效甚微,从而导致消息缺乏一定的可调度性,故提出一种改进的基于幂函数分区的EDF算法;同时借助量化误差的概念,对该调度算法进行可调度性分析,充分论证了在该调度算法下,消息可调度的判定条件;采用CANoe平台进行实验仿真,对比平均分区EDF调度算法和双幂函数分区EDF调度算法,经试验测试验证了双幂函数分区EDF调度算法的可行性和优越性,改善了消息的最坏响应时间,提高了CAN网络通讯的实时性。     

基于通用可重构处理器的AES算法设计与实现

在通用可重构处理器架构基础上,提出一种高级加密标准AES-128实现方案。该方案从算法结构、处理单元(PE)利用率和存储开销3个方面进行优化,使用1个256 bit×32 bit的查找表完成加密时的字节代替与列混合步骤,通过数据分解和数据流分解提高PE利用率,采用本地寄存器存储数据并通过合理布局PE减少存储开销。实验结果表明,该方案PE利用率达到60%,访存开销较完全使用共享存储时降低74%,相对于Intel Atom230串行实现方式吞吐率提高100%左右。     

CAN控制系统的时延分析及混合算法

在车载控制器局域网络(CAN)总线的通信中,消息之间的碰撞及低优先级消息的等待时延过长严重影响了通信的稳定性和实时性。通过对CAN控制系统中的消息时延分析,确定排队等待时间是影响通信的关键因素,结合改进的共享时钟算法和动态ID序列算法,提出一种共享ID序列混合算法。将节点消息按ID序列发送,减少消息在同一时刻碰撞,消除消息的排队等待时延,从而提高网络的实时性和稳定性。仿真结果表明,该算法能够避免消息的碰撞,增强消息的确定性,有效改善网络性能。     

提高软非周期任务响应性能的调度算法

实时环境中常常既包含硬周期任务,又包含软非周期任务,引入一种改进软非周期实时任务响应时间的算法.已有的解决混合任务调度问题的方法都是基于速率单调（Rate Monotonic）策略的,其中从周期任务“挪用时间”的算法被证明优于其他所有算法.但是,速率单调算法限制了处理器的使用率,从而使周期任务的可“挪用”时间受到限制.最后期限驱动（Deadline Driven）策略DD可使潜在的处理器利用率达到100%.新算法正是在周期任务的调度中适当加入了DD策略,从而使非周期任务的响应时间得以缩短.仿真实验的结果表明,这种算法的性能优于已有的所有算法,而由它所带来的额外开销却不算很高.