FlexRay总线静态段网络资源利用率优化研究

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.20-0836

摘要/Abstract

摘要：

为了提高FlexRay总线的网络资源利用率，针对静态段调度对网络进行优化。分析FlexRay通信机制，建立报文模型并推导出带宽损失的计算方法，同时考虑协议开销与网络空载，以静态帧数目与静态帧有效负载长度为设计变量，通过求解此多目标优化问题来获得系统整体最优封装方案。最终应用在车辆的底盘综合控制系统进行仿真分析与验证，结果表明，该方案对网络资源利用率有较大提升，且比起仅考虑网络空载，并行考虑协议开销时对网络资源利用率的提升更为明显。

关键词: FlexRay, 带宽损失, 网络空载, 协议开销, 调度

Abstract:

In order to improve the utilization of the network resources of the FlexRay bus, the network is optimized for static segment scheduling. The FlexRay communication mechanism is analyzed, the message model is established and the calculation method of bandwidth loss is derived, while considering the protocol overhead and network idling, taking the number of static frames and the length of the static frame payload as design variables, the overall optimal packaging scheme is obtained by solving this multi-objective optimization problem. This solution is finally applied to the vehicle chassis integrated control system for simulation analysis and verification. The results show that the solution has a greater improvement in the utilization of network resources.

Key words: FlexRay, bandwidth loss, network idling, protocol overhead, scheduling

中图分类号:

TP336

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图/表 11

图1

图2

表1

图3

图4

图5

表2

图6

图7

表3

表4

信号封装方案

节点名称	周期/ms	信号数据组合
ESC	4	$S 11 + S 21 + S 31 + S 41$
ACC	6	$S 12 + S 22$
GW	16	$S 13 + S 63$
	8	$S 23 + S 33 + S 73$
	8	$S 83 + S 93 + S 103$
	8	$S 43 + S 53 + S 113$
EPS	6	$S 14 + S 24$
CDC	8	$S 15$
ASC	12	$S 16$

表4

参考文献 12

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参数	数值	单位
TSS	9	Bit/帧
FSS	1	Bit/帧
FES	2	Bit/帧
BSS	2	Bit/byte
CID	11	Bit/帧
T_APO	1	MT/帧
T_MT	1	μs

节点名称	信号名称	周期/ ms	长度/ byte
电子稳定控制系统(ESC)	ESC_Status	4	6
	ESC_WheelRot	4	8
	ESC_WheelSpeed	4	4
	ESC_DampReq	4	4
自适应巡航系统(ACC)	ACC_Status	6	10
自适应巡航系统(ACC)	ACC_EMSReq	6	8
网关(GW)	GW_Status	16	20
	EMS_AirConStatus	8	8
	EMS_Status	8	8
	EMS_IdleSpeed	8	6
	EMS_AccpeDaRos	8	9
	EMS_Temp	16	3
	EMS_Torq	16	8
	TCU_Status	16	8
	TCU_Temp	8	8
	TCU_TurSpeed	8	9
	TCU_TorqReq	8	5
电动助力转向系统(EPS)	EPS_Status	6	18
电动助力转向系统(EPS)	EPS_StrAng	6	5
连续减震控制系统(CDC)	CDC_Status	8	8
空气悬架系统(ASC)	ASC_Status	12	4

关键点	有效数据长度	静态帧数目	网络空载	协议开销	带宽损失
网络空载最低	33	8	1 432	736	2 168
协议开销最低	25	9	1 467	424	1 891
带宽损失最低	25	9	1 467	424	1 891

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