论文部分内容阅读
随着“线控”(X-by-wire)系统的发展,要求车载网络具有传输速度高、可靠性好和支持分布式控制的性能。目前车载网络大多使用的是基于事件触发的CAN总线,但由于CAN总线的最高速率不超过1Mb/s,带宽利用率较低,很难在有大数据量交换要求的应用中取得优势,它无法提供下一代线控系统应用所需的容错功能或带宽。因此,由BMW、Daimler-Chrysler、Freescale、Bosch和Philips等公司组成的FlexRay联盟建立了FlexRay系统标准。新一代汽车总线FlexRay具有数据传输速率高、可靠性高和实时性好等优点,从而比以往的汽车协议具有更大的优势,主要应用在汽车安全系统,例如刹车或转向系统。FlexRay协议由静态段和动态段组成,FlexRay协议的静态段基于时分多址访问(Time Division Multiple Access, TDMA)技术,传输的是周期性消息,而动态段采用的是柔性时分多址访问(Flexible TDMA, FTDMA)技术,传输非周期性消息。FlexRay静态段的任务调度以及创建静态调度表是设计高效FlexRay系统的关键,本文主要针对FlexRay静态段的实时调度进行研究。本文在分析FlexRay协议及其实现方式的基础上,设计了FlexRay静态段实时调度的应用模型,并定义了性能指标——带宽利用率,对静态段实时调度的约束问题进行了详细分析,重点分析了传输路径的响应时间约束,保证路径传输在截止期限之前传输完毕。FlexRay静态段实时调度采用静态调度策略生成静态调度表,属于NP完全问题,本文首先采用装箱算法生成静态调度表,接着使用遗传算法对其求解,由于遗传算法存在早收敛、局部搜索能力弱等缺点,最后本文将装箱算法与遗传算法相结合形成混合遗传算法,从而能更快的找到最优近似解。本文最后将所提出的调度算法应用到车辆自适应巡航控制系统、汽车电动助力转向、汽车牵引力控制等汽车安全系统中,从而验证了算法的可行性。