基于CAN总线的静态调度算法及其实验系统的研究

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1、中文摘要中文摘要CAN总线是一种广泛用于工业控制领域的现场总线。CAN总线中所有节点共享物理传输介质，各个节点只有在竞争得到网络访问权时才能发送消息，基于此必须对网络中的消息进行调度管理。本文主要研究基于CAN总线的静态调度算法并开发相应的实验系统。设计和完成了双总线结构的CAN总线实验系统，完成了CAN节点模块软硬件、上位机系统管理软件、CAN控制器SJAt000的嵌入式驱动程序以及CAN总线性能分析软件的丌发，为调度算法的研究搭建了一个通用的实验平台。在详细分析CAN总线固定优先级静态调度(FPS)算法的基础上，设计了FPS算法性能分析软件。进而详细分析了时间触发机制的引入

2、，给出了基于表的静态调度算法以及基于时间触发机制的固定优先级调度(TT—FPS)算法，设计了TT—FPS算法性能分析软件，实现了CAN总线分布式系统时钟同步。此外，还分别对FPS算法和TT—FPS算法的实旌提出了调度器的设计思想。以纯电动汽车消息模型为背景，在实验系统上进行了FPS算法和TT-FPS算法的实施性研究，不仅验证了所开发的性能分析软件的实用性，而且证明了TT-FI，S算法使总线负荷分布均匀，消息传输具有一定的确定性和可管理性，有效的避免了总线的拥塞。由于CAN总线静态调度算法的广泛应用性，本文的研究内容具有普遍的意义。关键词：CAN总线，静态调度算法，FPS，TT—

3、FPSABSTRACTCANbusisafieldbuswhichiswidelyusedinindustrycontrolfieldInCANbusphysicalmediumissharedbyallthenodes，eachnodewithmessagetobetransmittedmustgettheprivilegeofaccesstothemedium．Sothenetworkcommunicationshouldbescheduledandmanaged．InthisthesisthestaticschedulingalgorithmbasedonCANbusis

4、analyzedmainlyandtheexperimentsystemisdeveloped．Experimentsystembasedondoublefieldbusarchitectureisdesignedanddeveloped．SoftwareandhardwareofCANnode，systemadministrmivesoftwareinhostcomputer，embeddedprogrmnonSJAl000andCANbusperformanceanalysissoftwareisdeveloped，Allisexperimentenvironmentfor

5、theresearchofstaticschedulingalgorithm．BasedoncarefulanalysisoffixedprioritystaticschedulingalgorithminCANbus，FPSalgorithmperformanceanalysissoftwareisdeveloped．Moreover,thetime-triggeredarchitectureisintroduced．Thestaticschedulingalgorithmbasedontableandfixedpriorityschedulingalgorithmbased

6、ontime—triggeredarchitectureiscarefullyanalyzeTT-FPSalgorithmperformanceanalysisSOftwareandsynchronizationclockinCANdistributedsystemisdesignedanddevelopedInaddition．embeddedschedulerisproposedfortheimplementationofFPSandT●FPS．BasedonElectricVehiclemessagemodel，theresearchabouttheimplementat

7、ionofFPSandTT-FPSiscarriedoutintheexperimentsystem．Theexperimentresultsnotonlyprovethepracticabilityofallperformanceanalysissoftwaresbutalsotesti母thatthebusloadisdistributedaveragelyandmessagecommunicationismanaged．Becausethestaticschedulingalgorit