随着发动机电子控制技术的广泛使用,控制软件功能的不断丰富,传统的单一控制器已经无法满足控制系统在数据运算和输入输出接口上的需求,升级为基于CAN总线的控制器网络已经成为了发展趋势。本文针对船用发动机控制器网络对可扩展性、可靠性、实时性的高要求,设计了基于软总线的发动机控制软件。论文的主要的工作内容如下:首先,针对传统的分布式发动机控制软件存在的问题,本文设计了基于软总线的发动机控制软件总体架构,包括应用层、软总线层和操作系统层。在应用层设计中,本文结合发动机控制软件对可维护性、实时性的实际需求,采用μC/OS-II实时操作系统作为应用层软件的运行环境,提出了应用层任务的设计原则,总结出了天然气发动机的应用任务划分以及优先级分配方案,并给出了基于RTOS的重要软件构件的设计方法,实现了应用层软件的模块化分解。然后,本文以模块化的任务分配方案为基础,在操作系统层和应用层中间添加软总线层,并将软总线分成任务管理层、资源抽象层和通信服务层三个层级,分别给出了具体设计原则和设计方法。本文还引入了CANopen基本协议栈作为通信服务层的基础协议栈,提高了通信系统的兼容性和可扩展性。软总线系统实现了节点之间数据资源、应用任务的统一管理,提供了节点间数据资源的订购和发布方式、节点任务之间迁移机制、节点之间的动态冗余机制、通信线路的冷冗余机制、通信线路的热冗余机制以及基于labview的网络管理上位机的通信接口,在实现节点间的相互协作的同时提高系统的可靠性。由于引入软总线系统后,CAN总线上通信数据量增加,使得通信负载加重,进而影响了各个节点的实时性。本文采用了数据压缩的技术手段来降低网络负载,优化软总线系统的实时性。在对现有的算法进行分析之后,提出了高频率统计值算法(DHFR),并给出了数据压缩编码和解码的程序流程。最后,在半物理仿真环境下对基于软总线的发动机控制软件进行了测试和验证,采用天然气发动机的HIL模型,验证基本控制功能的完整性、通信协议的正确性、节点互冗余机制的功能性以及数据压缩算法的高效性。测试结果表明基于软总线的发动机控制软件具有高可靠性,通信负载满足实时性要求。