基于嵌入式系统的TTCAN网络的研究与实现

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1、北京化工大学硕士学位论文基于嵌入式系统的TTCAN网络的研究与实现姓名：李岩申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：刘淑敏;冯晓东20080604摘要基于嵌入式系统的TTCAN网络的研究与实现TTCAN是基于时间触发机制的CAN高层协议。网络中的每个节点在一个总线周期内都至少拥有一个服务时隙，并在各自的时隙中处理总线事务，因此可以有效改善CAN的通讯实时性和确定性。论文介绍了TTCAN协议的通讯原理，主要包括TTCAN的同步机制、网络传输、系统矩阵以及实时性等方面的内容，并对TTCAN静态调度算法进行分析研究，提出了基于嵌入式系统的TTCAN网络实现方案。该方案采用TTCAN同

2、步机制的Levell级校准整个TTCAN网络的时间同步，实现了以调度主站和多个从站节点构成的TTCAN网络。系统以A蹦．Linux嵌入式系统为核心，结合独立的CAN控制器芯片MCP2515，构建TTCAN的调度主站，采用MSP430设计从站节点，同时，结合TTCAN静态调度算法设计系统软件，实现了TTCAN协议的时间触发通讯功能，使整个系统成为具有时间触发功能的TTCAN通讯网络。最终的实验结果验证了系统硬件和软件调度算法的正确性，表明TTCAN时间触发通讯方式和系统矩阵的调度安排在一定程度上减少了总线上消息间的冲突，提高了网络实时性和总线带宽利用率，具有较好的应用价值。关键词：TTCAN协

3、议，时间触发，嵌入式系统，ARM，LinuxABSTRACTIMPLEMENTATIoNANDRESEARCHoNTTCANNETWORKBASEDoNEMBEDDEDSYSTEMTTCANisahigherCANprotocolbasedonthetimetriggeredmechanism．EachnodeofthenetworkhasaseⅣicetimeslotatleastanddealswiththeaffairsofthebusinitso、vntimeslots，soitcouldimproVecenaintyaJldreal-timeperfomlanceofCAN．The

4、principleofTTCANprotocolisintroduced，inVolVingsynchronizationmechanism，networktransmitting，systemmatrix，real-timeabilityandsoon．ByresearchingTTCANprotocolandanalyzingstaticschedulingalgorithnl，adesignwhichisbasedonembeddedsystemisproposed．Thisp印errealizedaTTCANnetworkwhichiscomposedofamasternodeand

5、seVeralslaVenodes，usingsvnchronizationmechanismofTTCANlevel1tosynchronizethewholeusm2syncm．onlzatlOnmecnamsmOIll乙ANleVelltOsyncnrOnlze【newIl01enetwork．AI之MprocessorS3C241OandStand—AloneCANcontrollerMCP2515wereadoptedtocompletethemainfhnctionofmasternodewhileslavenodesweredesignedwithMSP430．Mean、Ⅳhi

6、le，combinedwithTTCANstaticschedulingalgorit№anddesignedthesystemssoRware，thisp印errealizedthetimetriggeredcommunicationmnctionofTTCANprotoc01．FinalresultsofcommunicationtestconfirmedthecorrectnessofsystemIII北京化工大学硕士学位论文hardwareandsoRwareforschedulingalgorithm．Theresultsindicatethattheconnictamongthe

7、messagesonthebusisdepressedwhilethereal一timeperformanceandbusutilizationarebothimproVedintheT1℃ANnetworkwithtime—triggeredmechanismandtheschedulinginthesystemmatrix．ThereforethesystemisValuableforresearchan