专利名称：汽车电子控制系统的制作方法
技术领域：
本发明是涉及汽车电子控制系统的改进，特别是对CAN总线网络环境的优化和改善。
背景技术：
由于CAN总线具有其他通信方式无法比拟的优点，使之成为电动汽车控制系统的理想总线。现代汽车中的子控制系统连接起来构成一个实时控制系统——指令发出去之后，必须保证在一定时间内得到响应，否则，就有可能发生重大事故。这就要求汽车上的CAN通信网络有较高的波特率设置。另外，汽车在实际运行过程中，众多节点之间需要进行大量的实时数据交换。若整个汽车的所有节点都挂在一个CAN网络上，众多节点通过一条CAN总线进行通信，信息管理配置稍有不当，就很容易出现总线负荷过大，导致系统实时响应速度下降的情况。由于CAN网络主要用来在车身和车内动力总成的各个部件间进行数据传输，因此总线的可靠性显得非常重要。总线的数据的可靠性主要是由网络数据冲突和数据传输的时延决定的。在CAN总线中，数据的位定时有一点小的错误就会导致总线性能的严重下降。虽然在许多情况下，位同步会修补由于位定时设置不当而产生的错误，但并不能完全避免出错情况，特别是遇到两个或者多个CAN节点同时发送数据的情况时，错误的采样点会使节点启动错误认可标志，使得节点不能赢得总线上的任何活动。为了减少总线的错误就必须减少总线数据的冲突，要求数据有更高的可确定性，对最大通讯延时有更为严格的要求。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种能够解决车载CAN总线网络冲突、时延的，更精确的汽车电子控制网络。为解决上述技术问题，本发明是这样实现的CAN总线中的各个节点通常使用石英晶振作为时钟发生器，传输网络都采用了时间触发的通讯方式，对于基于时间周期触发数据我们可以利用TTCAN (Time-TriggeredController Area Network)技术和分布式优先权队列及动态晋升机制相结合的方案。本发明的有益效果CAN总线中的各个节点通常使用石英晶振作为时钟发生器，可独立进行位定时参数的设置，这样即使网络中各个节点的时钟不同仍然可以获得相同的位速率。虽然网络中节点的晶振的频率并不是绝对稳定的，各种因素都会使得晶振频率产生微小的差异，但只要将其稳定在振荡器的容差范围之内，各节点通过重同步就会弥补这种频率差异。传输网络都采用了时间触发的通讯方式，在这一方式下，时间被分成若干时间片，每一时间片内传输的消息种类是固定的。这样，不同的消息在传输时就不会产生直接的竟争，从而保证了最大传输时延的可确定性，也提供了通过设计来减小最大传输时延的可能性。由于对于基于时间周期触发数据我们可以利用TTCAN(Time-TriggeredController Area Network)技术和分布式优先权队列及动态晋升机制相结合的方案,所以解决了数据的发送冲突和时延问题。
图I是本发明的时间触发报文发送流程图；图2是本发明的动态优先级调度算法的程序流程图。
具体实施例方式CAN总线中的各个节点通常使用石英晶振作为时钟发生器，传输网络都采用了时间触发的通讯方式，对于基于时间周期触发数据我们可以利用TTCAN (Time-TriggeredController Area Network)技术和分布式优先权队列及动态晋升机制相结合的方案。本系统中有时间触发和事件触发发送两种报文，时间触发报文利用TTCAN协议中的方法来进行调度；事件触发报文利用优先权队列及动态晋升机制进行调度。具体流程如下I.时间触发报文的发送。以车速信号报文为例，其发送周期为lms。处理器外部晶振频率为16MHz，经过处理器内部2分频后为8MHz，作为处理器内部总线频率，即系统时钟。首先在处理器的定时器初始化时设置定时器中断周期为一个NTU，从参考报文发送后开始计数，计到60后便发送一条车速信号报文，然后再重新开始计数。具体流程图如图8. 3所示。2.事件触发报文的发送。根据第5章中关于分布式优先权对列及动态晋升机制的阐述，以及第7章中CAN报文ID的分配规则，我们可实现对事件触发报文发送的调度，如图7. I所示，首先29位ID的前3位为组号，用来区分时间触发报文组和事件触发报文组，前者组号为001，后者为010，即事件触发报文的优先级低。接着的8位ID为动态优先权字段，它们是对事件触发报文调度的关键所在。ABS单元节点、EPS单元节点、车身控制单元节点的8位动态优先权字段ID都被虚拟地插入分布式优先级队列DPQ中，然后设置ABS单元节点、EPS单元节点、车身控制单元节点的动态优先权晋升系数分别为3、2、1。如图8. 4所示，如果某时刻总线处于空闲状态，则可立即发送事件触发报文，发送成功之后将所发送的节点动态优先权字段置为最低；若总线不是空闲状态，该时刻还有其他报文同时发送，则开始对标识符进行仲裁，这时对8位动态优先权字段进行比较，优先权大的报文首先发送，失去仲裁的报文则等待，并将优先级等级根据自身的动态优先权晋升系数进行提升，若是ABS节点，则提升3级，成为最高优先级节点；若是EPS节点，则提升2级；若是车身控制节点，则提升I级。这样，对实时性要求最高的ABS节点即使在第一时刻没有赢得仲裁，也必定会在第二次(如果有)中取得发送权，而经过计算，这期间延时的时间为2. 857ms，基本属于正常反应时间，不会对车辆的行驶造成太大的影响。通过以上方案设计的CAN网络的负载由于和总线上报文的发送次数有关，因此网络负载相当小，即使峰值时，预计负载也不会超过I %，而远远小于网络的极限负载30%。所以无论是时间触发报文还是事件触发报文都能在该调度算法中良好的工作，能够极大减轻CAN总线网络的负载 ，满足汽车电子控制系统对实时性的要求。
权利要求
1.一种汽车电子控制系统，其特征在于CAN总线中的各个节点通常使用石英晶振作为时钟发生器，传输网络都采用了时间触发的通讯方式，对于基于时间周期触发数据我们可以利用TTCAN(Time-Triggered Controller Area Network)技术和分布式优先权队列及动态晋升机制相结合的方案。
全文摘要
一种汽车电子控制网络是涉及汽车电子控制网络的改进，特别是对CAN总线网络环境的优化和改善。本发明提供一种能够解决车载CAN总线网络冲突、时延的，更精确的汽车电子控制网络。CAN总线中的各个节点通常使用石英晶振作为时钟发生器，传输网络都采用了时间触发的通讯方式，对于基于时间周期触发数据我们可以利用TTCAN(Time-Triggered Controller Area Network)技术和分布式优先权队列及动态晋升机制相结合的方案。
文档编号B60R16/023GK102848996SQ201110175519
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者张骁懿 申请人:张骁懿