车载flexray总线静态段调度算法研究

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1、学校代号10532学号S130210097分类号TP391.4密级公开硕士学位论文车载FlexRay总线静态段调度算法研究学位申请人姓名江银锋培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称朱浩副教授学科专业机械工程研究方向电动汽车论文提交日期2016年3月27日学校代号：10532学号：S130210097密级：公开湖南大学硕士学位论文车载FlexRay总线静态段调度算法研究学位申请人姓名：江银锋导师姓名及职称：朱浩副教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2016年3月27日论文答辩日期：2016年4月6日答辩委员会主席：龚金科教授AGA-heuristicf

2、orFramePackingofAutomotiveFlexRayStaticSegmentbyJiangYinfengB.E.(ShenyangLigongUniversity)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZhuHaoApril,2016湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声

3、明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：曰期：之Ｏｔ年月曰ｆ＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保。留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，化许论文被查阁和借阅本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。索，可Ｗ采用影印、缩印或

4、扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、，在年解密后适用本授权书。保密□２、不保密向／＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）：作者签名：曰期如（＆年＾月＞曰７＾导师签名：日期：又〇年月日／６Ｉ硕士学位论文摘要汽车是一个巨大的分布式控制系统。系统内部根据功能需求的不同，采用不同的通信协议进行数据交换。其中，最主要的三种通信协议是：CAN总线、LIN总线和FlexRay总线。FlexRay总线协议是为了解决CAN总线的通信速率低、可靠性差等问题而提出的新一代的车载通信协议。FlexRay协议是一种混合协议，它既具有基于时间触发协议的准确性，又包含了基

5、于事件触发协议的灵活性。同时，它还具有高达10Mbit/s的通信速率，这使得它也可以用来传输对通信速率和准确性有极高要求的控制系统的信号。由于FlexRay协议规定的静态时隙等网络资源是有限的，因此减少静态时隙(StaticSlot)的使用，提高单个静态时隙的扩展性在整车控制系统的设计阶段十分重要。FlexRay静态段在实际传输数据时，每个节点需要先按照一个预先设定的调度表对信号进行封装。本文在现有的FlexRay静态段调度理论基础上，融入任务调度理论，形成调度的目标方程，并给出调度问题的数学模型，同时还提出了一种新的静态时隙扩展性评价指标——剩余有效带宽比，实例分析表明，剩余有

6、效带宽比能更好地评价多周期FlexRay静态段调度结果。针对多周期FlexRay静态段调度问题，分别提出了LBFP(左齐择优匹配算法)和LBFP-GA(遗传算法)混合算法。算法符合AUTOSAR规范，测试结果表明，LBFP-GA和LBFP算法都能有效减少静态时间片的使用，提升单个静态时隙的剩余有效带宽比，但LBFP-GA算法求解得到的单个静态时隙的剩余有效带宽比更优，而LBFP算法的求解效率更高。为了将LBFP和LBFP-GA调度算法应用于实际的汽车总线网络设计中，设计了汽车总线测试平台。测试平台支持CAN、LIN、FlexRay三种主要车载总线，遵循ISO26222功能安全标准

7、设计流程。关键词：车载网络；FlexRay；LBFP-GA混合算法；信号封装I硕士学位论文AbstractAutomobileisahugedistributedcontrolsystem.Accordingtothefunctionalrequirementsofthesystem,differentcommunicationprotocolsareusedtoexchangedata.Amongthem,themostimportantthreekindsofcommunic