車載CAN-FlexRay網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展，電子產(chǎn)品在汽車上的應(yīng)用越來越多，導(dǎo)致車載網(wǎng)絡(luò)中同時存在多個標(biāo)準(zhǔn)、多個子網(wǎng)絡(luò)。車載網(wǎng)關(guān)作為車載網(wǎng)絡(luò)的核心，實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)之間信息的交互。本文立足于實(shí)際工程的需要，對實(shí)現(xiàn) CAN子網(wǎng)間信息交互的車載CAN網(wǎng)關(guān)和實(shí)現(xiàn)CAN子網(wǎng)與FlexRay子網(wǎng)信息交互的車載CAN/FlexRay網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　在車載CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究中，本文采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想將CAN網(wǎng)關(guān)的功能劃分為六個組

2、件去實(shí)現(xiàn)，并對其中的靜態(tài)低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)、報文路由技術(shù)、定時設(shè)計(jì)和端口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了深入研究?；谟邢逘顟B(tài)機(jī)思想設(shè)計(jì)的CAN網(wǎng)關(guān)靜態(tài)低功耗技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)CAN子網(wǎng)中所有的電子控制單元在車輛落鎖后進(jìn)入休眠狀態(tài)，降低對蓄電池能量的消耗?；贑AN節(jié)點(diǎn)參考模型設(shè)計(jì)CAN子網(wǎng)間信息的映射方式及觸發(fā)方式可以快速完成網(wǎng)關(guān)的路由功能，降低網(wǎng)關(guān)對報文的路由延遲時間。借鑒時鐘的分頻思想，采用單鏈表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的定時組件可以在滿足網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)其它組件對時鐘精度要求

3、條件下，降低系統(tǒng)CPU的占用時間。同時，本文設(shè)計(jì)的CAN網(wǎng)關(guān)端口結(jié)構(gòu)可以有效避免總線高負(fù)載時對網(wǎng)關(guān)的影響和網(wǎng)關(guān)對總線的瞬時沖擊。
　　在車載 CAN/FlexRay網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究中，本文采用雙緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)保證 FlexRay協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 CAN協(xié)議格式的數(shù)據(jù)時的數(shù)據(jù)完整性要求，采用“基地址+偏移地址”的數(shù)據(jù)域定位方式快速實(shí)現(xiàn) FlexRay報文數(shù)據(jù)域到目標(biāo) CAN報文數(shù)據(jù)域的拷貝動作。同時，在 CAN協(xié)議格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為

4、 FlexRay協(xié)議格式的數(shù)據(jù)時，本文采用二次寫操作調(diào)度算法，克服應(yīng)用程序?qū)lexRay控制器發(fā)送緩沖區(qū)狀態(tài)的不可見。
　　最后，本文基于車載網(wǎng)關(guān)測試系統(tǒng)對車載 CAN網(wǎng)關(guān)和車載 CAN/FlexRay網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，車載 CAN網(wǎng)關(guān)在正常工作狀態(tài)下可以快速的實(shí)現(xiàn) CAN子網(wǎng)間信息的交互，在車輛落鎖一段時間后可以協(xié)調(diào)不同子網(wǎng)進(jìn)入休眠狀態(tài)及在總線高負(fù)載情況下正常的運(yùn)行。同時，車載CAN/FlexRay網(wǎng)關(guān)的