汽车CAN网络高精度时钟同步技术的研究.pdf

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1、汽车CAN网络高精度时钟同步技术的研究ResearchofHigh—PrecisionClockf’1●J●●▲Jo■SVnCnronlZatlonInAUtOmOtiVeCANNetwork作者姓名王拯圭学位类型堂匝亟±学科专业让篡扭筮鲑生理途研究方向汽奎电王导师及职称韭建垩教援2012年9月合肥工业大学JIIIIIIJJllIIIIIPIIIHIIIllIY2281040本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：末弓辱伸盛名数丈誊j数援委员：厮们越镌罗么功象、件哆坼矿板-导师：

2、亏珞》丫独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金起王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作暑签字：驰签字日期：入牌7月学位论文版权使用授权书争，本学位论文作者完全了解盒胆王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金匿王些太堂可以

3、将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：群未l签字日期：列少年弓月学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：z产导师签名：；证更影

4、签字日期：雕尹月l，日，电话：邮编：汽车CAN网络高精度时钟同步技术的研究摘要控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，CAN)由于其通讯实时性强、可靠性高被广泛运用在汽车总线中。随着汽车电控系统(ECU)数目不断增多，精确的时钟基准是高性能汽车网络系统的重要因素之一。因此，研究汽车

5、CAN网络及其时钟同步问题，建立低消耗、高精度的时钟同步算法具有重要现实意义。本文在分析CAN总线的相关特性、分层结构、总线报文格式、通讯机制及错误检测和故障界定等方面的基础上，对汽车CAN网络控制系统中的时钟同步方法及其实现进行了相关研究。首先介绍了CAN总线发展现状和趋势，时钟同步的国内外研究现状，并具体介绍了CAN总线分层结构、四种报文格式、总线通信机制、错误诊断检测等方面。然后针对时钟同步在汽车CAN网络中的应用进行了研究。先介绍时钟漂移率和时钟同步机制的基本概念，通过分析主从及其改进算法和协商时钟同步等方法优缺点，提出基于备用同步主节点优先表

6、的“时钟漂移率”时钟同步方法。在当前主节点失效的情况下，利用备用同步主节点优先表进行节点协商确定备用主节点，从而减少因系统周期协商而带来的网络冗余负载问题，并最终给出相应同步算法。最后对本文提出的基于“时钟漂移率’’时钟同步算法在CANoe仿真软件中进行仿真实验。本文在详细叙述时钟同步方法模型、数据库、CAPL编程设计之后对仿真结果进行分析。实验仿真表明当选取主节点失效时，各节点扫描备用同步主节点优先表，选取优先级别最高的节点作为主节点且系统正常运行，说明本文算法可以有效地防止主从时钟同步的单点失效，增强系统的稳定性。此外，本文算法在同步精度与现有主从

7、同步相近，但是在相同条件下减少了时钟同步开销，能够有效解决单点失效的情况发生；此外可以实时根据当前CAN网络运行状态通过修改权重因子九值有效地提高时钟同步的精度，能够较好地满足汽车CAN网络实时的要求。关键词：CAN总线；时钟同步；时钟漂移；即时偏差；ResearchofHigh—PrecisionClockSynchronizationinAutomotiveCANNetworkABSTRACTOwingtostrongcommunicationandhighreliability，ControllerAreaNetwork(CAN)iswidely

8、usedinautomobilebus．Withthegrowingnumberofautomotiveelectroniccontrolunit(ECU)，accurateclockreferenceistheimpactofhighperformanceautomotivenetworksystemwhichisoneoftheimportantfactors．Therefore，theresearchofvehicleCANnetworkandclocksynchronizationproblem，buldingtheclocksynchroni

9、zationalgorithmoflowconsumption，highprecisionha