基于车载以太网的协议研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于车载以太网的协议研究论文作者：赵刚学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：崔根群职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofHereIsTheSubjectorSpecialtyYouEngageTheProtocolResearchBasedonOnboardEthernetbyZhaoGangSupervisor:Prof.CuiGenqunMarch2015摘要CA

2、N总线网络拓扑结构一直处于汽车网络技术的主导地位。然而，随着半导体材料密度及微处理器计算能力的成倍增强，对最大带宽的严格限制已经制约了现代汽车总线的发展。随着越来越多的传输理论与协议在功能强大的以太网络上被开发、补充及证明，以太网作为局域网的基本网络，可以无缝地集成在车载网络上，符合车载以太网通信规则的相关协议，对汽车开发人员的应用程序编写形成了一个巨大的产业标准，因此对车载以太网的协议研究成为了多数汽车电子厂商刻不容缓的技术任务。汽车在未来的五到十年，将会出现更多不同网段的集成，尤其是车载以太网将会应用在汽车上的更多领域，并会替换掉部分现存总线系

3、统。在充分研究了国内外相关领域的文献和资料的基础上，对比CAN总线通信协议的分层结构、传输帧机构以及报文发送的仲裁机制，深入研究了100Mbps传输速率、非屏蔽低廉双绞线的车载以太网接口层、网络层、传输层TCP/IP及应用层的传输服务协议，介绍了车载以太网的帧结构传输形式、位定时同步及寻址方式等，凭借其可扩展性、灵活性及廉价性等特性应用到车载网络中。为了验证以太网在车载网络上应用的可行性，本文搭建了由MMI、IC、VECU、C2XM及MMG模块组成的仿真系统，可以在模块间传输各种压缩与非压缩的TCP/IP协议数据流。通过数据库、仿真面板及CAPL编

4、译语言的建立，满足了MMI、IC、VECU、C2XM及MMG模块对可靠性及实时性的通信要求，证明了网络设计的方案可行性。关键词：CAN总线车载以太网TCP/IP仿真系统IABSTRACTCANbusnetworktopologyhasbeenatthedominantpositionofautomobilenetworktechnology.However,asthedensityofsemiconductormaterialsanddoublingthemicroprocessorcomputingability,thestrictlimitsf

5、ormaximumbandwidthhasrestrictedthedevelopmentofthemoderncarbus.AsmoreandmoretransmissiontheoryandtheprotocolonthepowerfulfunctionofEthernetisdeveloped,suppledandprovedthatthebasicEthernetastheLANnetworkcanbeseamlesslyintegrated,inlinewiththeonboardEthernetcommunicationrulesoft

6、herelevantagreements,theapplicationcompiledfortheautomotivedevelopersformahugeindustrystandard,sotheresearchforonboardEthernethasbecometheurgentmissionformostautomotiveelectronicsmanufacturer.Carsinthenextfivetotenyears,therewillbemoreintegrationofdifferentnetworksegments,espe

7、ciallytheonboardEthernetwillmorebeappliedinthefieldofcar,andwillreplacepartoftheexistingbussystem.Infullystudiedathomeandabroadonthebasisofrelatedliteratureanddata,contrastCANbusthelayeredstructureofcommunicationprotocol,transmissionframe,andamessagesentbythearbitrationmechani

8、sm,furtherstudyofthe100MBPStransmissionrateandunshieldedtwist