控制器局域网中的数据调度方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种控制器局域网中的数据调度方法及装置，能够解决因调度数据信息的算法过于片面导致的控制器局域系统性能以及资源利用效率较低的问题，所述方法包括：根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数；根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值；结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级，所述静态ID值为按所述数据帧的静态重要度所预先配置的；按照所述调度优先级调度所述数据帧。本发明适用于汽车的CAN网络系统中的数据调度。
【专利说明】控制器局域网中的数据调度方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车控制【技术领域】，特别涉及一种控制器局域网中的数据调度方法及
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【背景技术】
[0002]车载CAN (Control Ier Area Network,控制器局域网)网络通信系统中，为了保证安全可靠的通信，一般要求CAN总线的负载率保持在30%以下，然而随着计算机控制技术的飞速发展，汽车中各EOJ (Electronic Control Unit,电子控制单元)的功能越来越复杂，之间联系越来越紧密致使汽车的通信网络中需要传输的信息越来越多，但CAN网络中的网络带宽有限，如何合理地调度信息成为评判CAN网络性能的重要指标。
[0003]为了能够 在网络重负载的情况下充分利用网络带宽，需要对不同的信息进行合理的调度。目前大多数调度算法中把信息的时间属性作为主要的调度依据，进而确定信息调度的优先级。
[0004]现有技术中至少存在如下问题:仅仅根据信息的时间属性对信息进行调度太过片面，忽略了信息本身的价值属性，导致系统性能以及资源利用效率都很低。
【发明内容】
[0005]提供一种控制器局域网中的数据调度方法及装置，能够解决因调度数据信息的算法过于片面导致的控制器局域系统性能以及资源利用效率较低的问题。
[0006]第一方面，提供一种控制器局域网中的数据调度方法，包括:
[0007]根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数；
[0008]根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值；
[0009]结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级，所述静态ID值为按所述数据帧的静态重要度所预先配置的；
[0010]按照所述调度优先级调度所述数据帧。
[0011]进一步的，在所述根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数之前，还包括:将当前传输的信号值减去上一次传输的信号值得到差值，对将所述差值进行逻辑运算和移位运算后的结果进行求和获得所述数据帧价值函数，其中，求和时同时对信号数量和信号位数进行求和，所述信号个数为所述数据帧中的信号个数，所述信号位数为每个信号所包括的位数。
[0012]具体的，所述根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数包括:将所述数据帧的符号函数、静态配置的数据帧调整权值、所述数据帧的数据场长度、采样周期、传输速率和所述数据帧价值函数相乘，对相乘后的乘积求和获得所述数据帧需求函数。
[0013]进一步的，在所述根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值之前，所述方法还包括:将车速参数代入到车速符号函数中，通过对所述车速符号函数和车速调整权值的乘积求和获得车速函数；将路况参数代入到路况符号函数中，通过对所述路况符号函数和路况调整权值的乘积求和获得路况函数。
[0014]具体的，所述根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值包括:根据所述车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确动态属性综合函数，所述动态属性综合函数为所述车速函数、所述路况函数、所述数据帧需求函数三者的数学运算结果与控制参数的乘积；在至少两个所述动态属性综合函数之间取随机数，并向上取整得到优先级调整参数；利用高实时消息区分函数减去所述优先级调整参数，并加上所述数据帧的标识符的乘方结果后得到所述动态ID值，其中，所述标识符的乘方结果为2的η次方减2, η为所述标识符前η位。
[0015]具体的，所述结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级包括:将所述动态ID值与调整参数的相乘后的乘积加上所述静态ID值后得到所述数据帧的调度优先级，其中，所述调整参数为2的m次方，m为静态ID位数。
[0016]第二方面，提供一种控制器局域网中的数据调度装置，包括:
[0017]需求函数确定单元，用于根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数；
[0018]动态确定单元，用于根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值；
[0019]优先级确定单元，用于结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级，所述静态ID值为按所述数据帧的静态重要度所预先配置的；
[0020]调度单元，用于按照所述调度优先级调度所述数据帧。
[0021]进一步的，所述装置还包括:价值函数获取单元，用于将当前传输的信号值减去上一次传输的信号值得到差值，对将所述差值进行逻辑运算和移位运算后的结果进行求和获得所述数据帧价值函数，其中，求和时同时对信号数量和信号位数进行求和，所述信号个数为所述数据帧中的信号个数，所述信号位数为每个信号所包括的位数。
[0022]具体的，所述需求函数确定单元具体用于:将所述数据帧的符号函数、静态配置的数据帧调整权值、所述数据帧的数据场长度、采样周期、传输速率和所述数据帧价值函数相乘，对相乘后的乘积求和获得所述数据帧需求函数。
[0023]进一步的，所述装置还包括:车速函数确定单元，用于将车速参数代入到车速符号函数中，通过对所述车速符号函数和车速调整权值的乘积求和获得车速函数；路况函数确定单元，用于将路况参数代入到路况符号函数中，通过对所述路况符号函数和路况调整权值的乘积求和获得路况函数。
[0024]具体的，所述动态确定单元具体用于:根据所述车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确动态属性综合函数，所述动态属性综合函数为所述车速函数、所述路况函数、所述数据帧需求函数三者的数学运算结果与控制参数的乘积；在至少两个所述动态属性综合函数之间取随机数，并向上取整得到优先级调整参数；利用高实时消息区分函数减去所述优先级调整参数，并加上所述数据帧的标识符的乘方结果后得到所述动态ID值，其中，所述标识符的乘方结果为2的η次方减2, η为所述标识符前η位。
[0025]具体的，所述优先级确定单元具体用于:将所述动态ID值与调整参数的相乘后的乘积加上所述静态ID值后得到所述数据帧的调度优先级，其中，所述调整参数为2的m次方，m为静态ID位数。
[0026]现有技术的调度算法中把信息的时间属性作为主要的调度依据确定信息调度的优先级，该调度方法太过片面，忽略了信息本身的价值属性，导致系统性能以及资源利用效率都很低。与现有技术相比，本发明实施例利用数据的利用价值作为数据调度的主要参考因素，通过对车速、路况以及数据利用价值的综合分析建立参考函数，通过参考函数确定每条数据帧发送的ID值，通过ID值控制数据帧的优先级，能够实现对数据帧的动态调度，打破了只考虑时间因素的局限性，提高CAN系统的性能和使用效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0028]图1为本发明一实施例提供的方法流程图；
[0029]图2为本发明又一实施例提供的方法流程图；
[0030]图3、图4为本发明又一实施例提供的装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
[0033]本发明一实施例提供一种控制器局域网中的数据调度方法，如图1所示，所述方法包括:
[0034]101、根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数。
[0035]进一步的，在所述根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数之前，还包括:将当前传输的信号值减去上一次传输的信号值得到差值，对将所述差值进行逻辑运算和移位运算后的结果进行求和获得所述数据帧价值函数，其中，求和时同时对信号数量和信号位数进行求和，所述信号个数为所述数据帧中的信号个数，所述信号位数为每个信号所包括的位数。
[0036]例如，所述根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数包括:将所述数据帧的符号函数、静态配置的数据帧调整权值、所述数据帧的数据场长度、采样周期、传输速率和所述数据帧价值函数相乘，对相乘后的乘积求和获得所述数据帧需求函数。
[0037]102、根据车速函数、路况函数和数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值。
[0038]在所述根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值之前，所述方法还包括:根据车速参数和静态配置的车速调整权值获得所述车速函数；根据路况参数和静态配置的路况调整权值获得所述路况函数。
[0039]例如，所述根据车速参数和静态配置的车速调整权值获得所述车速函数包括:将车速参数代入到车速符号函数中，通过对所述车速符号函数和所述车速调整权值的乘积求和获得所述车速函数。
[0040]例如，所述根据路况参数和静态配置的路况调整权值获得所述路况函数包括:将路况参数代入到路况符号函数中，通过对所述路况符号函数和所述路况调整权值的乘积求和获得所述路况函数。
[0041]例如，所述根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值包括:
[0042]根据所述车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确动态属性综合函数，所述动态属性综合函数为所述车速函数、所述路况函数、所述数据帧需求函数三者的数学运算结果与控制参数的乘积；在至少两个所述动态属性综合函数之间取随机数，并向上取整得到优先级调整参数；利用高实时消息区分函数减去所述优先级调整参数，并加上所述数据帧的标识符的乘方结果后得到所述动态ID值，其中，所述标识符的乘方结果为2的η次方减2, η为所述标识符前η位。
[0043]103、结合数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级。
[0044]例如，所述结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级包括:将所述动态ID值与调整参数的相乘后的乘积加上所述静态ID值后得到所述数据帧的调度优先级，其中，所述调整参数为2的m次方，m为静态ID位数。
[0045]可选的，静态ID值为按数据帧的静态重要度所预先配置的。
[0046]104、按照调度优先级调度数据帧。
[0047]现有技术的调度算法中把信息的时间属性作为主要的调度依据确定信息调度的优先级，该调度方法太过片面，忽略了信息本身的价值属性，导致系统性能以及资源利用效率都很低。与现有技术相比，本发明实施例首先根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数；然后根据车速函数、路况函数和数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值；结合数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级，静态ID值为按数据帧的静态重要度所预先配置的；最后按照调度优先级调度数据帧。从而将数据的利用价值作为数据调度的主要参考因素，通过对车速、路况以及数据利用价值的综合分析建立参考函数，根据参考函数确定每条数据帧发送的ID值，通过ID值控制数据帧的优先级，能够实现对数据帧的动态调度，打破了只考虑时间因素的局限性，提高CAN系统的性能和使用效率。
[0048]本发明又一实施例提供一种控制器局域网中的数据调度方法，通过考虑车速，例如高速、低速等，以及考虑路况，例如高速路、普通街道等，并结合数据帧的具体类型，例如报警消息帧、控制消息帧等，确定各个数据帧的调度优先级，如图2所示，所述方法包括:
[0049]201、获取车辆行驶的车速参数。
[0050]例如，所述车速参数包括:高速行驶、低速行驶、车辆静止且上电、怠速等。对于拓扑中的ECU节点，其在各个工况下发送消息的紧迫需求程度是不相同的，例如，当车辆处于怠速状态时去密切关注车速是没有必要的。基于上述原则，根据车速参数的不同，考虑某节点的实际功能对数据帧进行动态调整，
[0051]从而保证系统的合理性与综合利用率。
[0052]202、根据车速参数获得车速函数。[0053]例如，车速函数为
【权利要求】
1.一种控制器局域网中的数据调度方法，其特征在于，包括: 根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数； 根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值； 结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级，所述静态ID值为按所述数据帧的静态重要度所预先配置的； 按照所述调度优先级调度所述数据帧。
2.根据权利要求1所述的控制器局域网中的数据调度方法，其特征在于，在所述根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数之前，还包括: 将当前传输的信号值减去上一次传输的信号值得到差值，对将所述差值进行逻辑运算和移位运算后的结果进行求和获得所述数据帧价值函数，其中，求和时同时对信号数量和信号位数进行求和，所述信号个数为所述数据帧中的信号个数，所述信号位数为每个信号所包括的位数； 则所述根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数包括: 将所述数据帧的符号函数、静态配置的数据帧调整权值、所述数据帧的数据场长度、采样周期、传输速率和所述数据帧价值函数相乘，对相乘后的乘积求和获得所述数据帧需求函数。
3.根据权利要求 1所述的控制器局域网中的数据调度方法，其特征在于，在所述根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值之前，所述方法还包括: 将车速参数代入到车速符号函数中，通过对所述车速符号函数和车速调整权值的乘积求和获得车速函数； 将路况参数代入到路况符号函数中，通过对所述路况符号函数和路况调整权值的乘积求和获得路况函数。
4.根据权利要求1或3所述的控制器局域网中的数据调度方法，其特征在于，所述根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值包括: 根据所述车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确动态属性综合函数，所述动态属性综合函数为所述车速函数、所述路况函数、所述数据帧需求函数三者的数学运算结果与控制参数的乘积； 在至少两个所述动态属性综合函数之间取随机数，并向上取整得到优先级调整参数； 利用高实时消息区分函数减去所述优先级调整参数，并加上所述数据帧的标识符的乘方结果后得到所述动态ID值，其中，所述标识符的乘方结果为2的η次方减2，η为所述标识符前η位。
5.根据权利要求1所述的控制器局域网中的数据调度方法，其特征在于，所述结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级包括: 将所述动态ID值与调整参数的相乘后的乘积加上所述静态ID值后得到所述数据帧的调度优先级，其中，所述调整参数为2的m次方，m为静态ID位数。
6.一种控制器局域网中的数据调度装置，其特征在于，包括: 需求函数确定单元，用于根据数据帧价值函数确定数据帧需求函数； 动态确定单元，用于根据车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确定数据帧的动态ID值； 优先级确定单元，用于结合所述数据帧的动态ID值和静态ID值确定数据帧的调度优先级，所述静态ID值为按所述数据帧的静态重要度所预先配置的； 调度单元，用于按照所述调度优先级调度所述数据帧。
7.根据权利要求6所述的控制器局域网中的数据调度装置，其特征在于，所述装置还包括: 价值函数获取单元，用于将当前传输的信号值减去上一次传输的信号值得到差值，对将所述差值进行逻辑运算和移位运算后的结果进行求和获得所述数据帧价值函数，其中，求和时同时对信号数量和信号位数进行求和，所述信号个数为所述数据帧中的信号个数，所述信号位数为每个信号所包括的位数； 则所述需求函数确定单元具体用于:将所述数据帧的符号函数、静态配置的数据帧调整权值、所述数据帧的数据场长度、采样周期、传输速率和所述数据帧价值函数相乘，对相乘后的乘积求和获得所述数据帧需求函数。
8.根据权利要求6所述的控制器局域网中的数据调度装置，其特征在于，所述装置还包括: 车速函数确定单元，用于将车速参数代入到车速符号函数中，通过对所述车速符号函数和车速调整权值的乘积求和获得车速函数； 路况函数确定单元，用 于将路况参数代入到路况符号函数中，通过对所述路况符号函数和路况调整权值的乘积求和获得路况函数。
9.根据权利要求6或8所述的控制器局域网中的数据调度装置，其特征在于，所述动态确定单元具体用于: 根据所述车速函数、路况函数和所述数据帧需求函数确动态属性综合函数，所述动态属性综合函数为所述车速函数、所述路况函数、所述数据帧需求函数三者的数学运算结果与控制参数的乘积； 在至少两个所述动态属性综合函数之间取随机数，并向上取整得到优先级调整参数； 利用高实时消息区分函数减去所述优先级调整参数，并加上所述数据帧的标识符的乘方结果后得到所述动态ID值，其中，所述标识符的乘方结果为2的η次方减2，η为所述标识符前η位。
10.根据权利要求6所述的控制器局域网中的数据调度装置，其特征在于，所述优先级确定单元具体用于:将所述动态ID值与调整参数的相乘后的乘积加上所述静态ID值后得到所述数据帧的调度优先级，其中，所述调整参数为2的m次方，m为静态ID位数。
【文档编号】H04L12/927GK104009940SQ201410240075
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】楚艳钢, 李亚东, 李强, 张立峰 申请人:长城汽车股份有限公司