基于排队论的CAN总线消息响应时间建模与分析

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时间触发CAN总线系统的建模与性能分析

（ｃｏｌｆｌｔｃｌｎｉｅｒｇｕｏｔｎＴａｊｉｅｉＮａｋｉｉｎｉ３０７）ＳｈｏＥｅｒａｇｎｅｉ＆Ａｔｍａｉ，ｉｎｉＵｎｖｒｔｏｃｉＥｎｏｎｓｙｎａＴａｊｎ００２
ＡｂｔａｔＴｍｅｔｇｅｅｃａｉｐｏｅｔｅａｉｔｆＣｎｏｌｒａＮｅｗｒｌＮ）ｕｅｌｓｒｃｉ－ｉｒｄｍｅｈｎｓｉｒｖｂｌｙｏｏｔｌｒＡｅｔｏｋＡｒｇｍｓｍｈｉｒｅｂｓｔｄａｏ
ＣＮ（ｏｔｌｒｅｔｏｋＩＯ，１９）总线ＡＣｎｏｌＡｒａｗｒ：ｒｅＮｅＳ９３
量，为实现分布式实时应用提供了一种鲁棒性能很
好的解决方案。
是专门为传输短小、实时的控制消息而设计的，广泛应用于小范围分布式实时系统中。它在媒体访问控￥（ｄｍｃｅｓｏｔｌＣ层采用非破坏性Ｊ１ＭｅｉＡｃｓＣｎｏ，ｕｒＭＡ）位仲裁的载波监听（ａｉｅｓｌｐｅＡｃｓＣｒｅＳｎｅＭｕｔｌｃｅｓｒｒｉ
ｐｏｌｍ，ｌ－ｏｅｏｅｆｔｅｔｇｅｅｒｂｅａｍｕｔｎｄｓｍｄｌｏｉｍｉ．ｉｒｄＣＡＮｙｅｉｐｏｏｅ。ｒｓｓｍｓｒｐｓｄｗｈｃｓｂｓｄｏｅｅｍｉｉｉｄｔｉｈｉａｅｎｄｔｒｎｓｃａｔｎｔｃａｔＰｔｎｔＴｈｏｇｉｌｔｎｏｈｏ－ｅｉｃｍｅｓｇｓｉｓｎｈｏｏｓｐｒｅａｖｓｏｈｓｉｅｒｅｒｕｈｔｅｓｕａｏｆｔｅｎｎｐｒｏｉｓａｅｎａｙｃｒｎｕａｔｒｌｉｅｃｉｈｍｉｄ，ｔ

基于CAN一卡通系统总线调度策略建模与仿真

ｓｇＡｎｆｌｎａｘｄｂｃｅｕｉｇａｇｒｔｉｎ．ｋｉｄｏｉｅｒｍｉｅｕｓｓｈｄｌｎｌｏｈｍｓｄｓｇｅｎｔｅ￣ｕｎａｉｎｏｈｏｏｎｓｏｎｉｉｅｉｎｄｏｈｄｔｆｔｅｃｍｐｎｅｔｆｏｅｏ
控制器局域网（Ａｃｎｏａｅｅｏｋ是基于ＣＮ，ｏｔｌｒａｎｔｒ）ｒｗ事件触发机制的多主系统，要根据实际系统的要求需采用恰当的总线调度策略以满足数据传输的实时性要
求。
上，对一卡通系统线性混合总线调度算法进行了仿真分析。结果表明该算法能够很好地满足一卡通系统数据传输的实时性要求。
算法的效率和稳定性进行了仿真分析和比较。结果表明，算法能够有效地满足一卡通系统数据Ａ总线调度；一ＣＮ；建模与仿真；ＰＥＯＮＴ中图分类号：Ｐ７Ｔ２３文献标识码：Ａ文章编号：００— ８９２１）４— ０３— ４１０８２（００００６０
ＺＨＯＵＹｕｎＣＨＥＲｅ — ｎａ，Ｎｎｗｅ
（ｏｅｅｏｅｏａｔｓｎｅｏｐｃ，ａｊｇＵｉｅｉｆｅｏａｔｓｎｓｏａｔｓＮｎｉｇ２０１，ｈｎ）ＣｌｇｆｒｎｕｉｄＡｒｓａｅＮｎｉｎｒｔｏｒｎｕｉｄＡｔｎｕｉ，ａｊ１０６ＣｉａｌＡｃａｎｖｓｙＡｃａｒｃｎ
ＯＰＮＥＴｏａｌｚｎｏａｅｅｃｅｙａｄｓａｉｉｙＴｈｅｕｔｈｗｈａｈｌｏｉｔｎａｙｅａｄｃｍｐｒｆｉｎｃｎｔｂｌｔ．ｅｒｓｌｓｓｏｔｔｔｅａｇｒｔｉｈｍａｔｉｈｅｒａ－ｃｎａｔｎｔｅｌａｔｍｅｒｑｉｅｎｓｏｔｒｎｓｓｉｎｉｎｅｃｒａｓｓｓｅｉｅｕｒｍｅｔｆｄａａｔａｍｉｓｏｎｏａｄｐｓｙｔｍ．Ｋｅｙｗｏｒ：ｎａｄｐｓｙｔｍ；ｄｓｏｅｃｒａｓｓｓｅＣＡＮ；ｓｓｈｄｌｎ；ｄｌｎｎｉａｉｎ；ｂｕｃｅｕｉｇｍｏｅｉｇａｄｓｍｕｌｔｏＯＰＮＥＴ

一种用排队论指导的CAN总线语音通信系统设计

的全数字化设计。
１系统分析
在一个ＣＡＮ通信系统中，ＣＡＮ处理报文的过程可
以看作为简单的Ｍ／Ｍ／１排队系统模型［２－３】。设为一帧
０．５％ｏ，语音质量能通过主观试听和客观测试，整体系统工作良好。关键词：ＣＡＮ；排队论；语音通信
中图分类号：ＴＰ３９９文献标识码：Ａ文章编号：０２５８－７９９８（２０１３）０２－００２２－０４
ｔｅｓｔ，ａｎｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｙｓｔｅｍｃａｎｗｏｒｋｗｅｌ１．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＮ；ｑｕｅｕｉｎｇｔｈｅｏｙ；ｒｖｏｉｃｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｑｕｅｕｉｎｇｔｈｅｏｒｙ．ＩｔｍｉａｎｌｙｅｘｐｏｕｎｄｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＣＡＮｂｕｓａｎｄａｉｆｎａｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｓｇｉｖｅｎａｔｌａｓｔ．Ｔｈｅ
在工业现场、交通、电力系统等调度环境中，常常
ＡＲＭ９微控制器和ＤＳＰ处理芯片为核心，完成电话节点
需要语音通信监控系统。而大多数语音通信系统由传

基于冗余CAN总线的实时通信系统设计

Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣＡＮ－Ｂｕｓ
ＳＵＨｕ — ｐｉｎｇ，ＳＨＥＮＳａｎ — ｍｉｎ，ＬＩＵＷｅｎ－ｙｉ，ＹＥＹｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｈｉｇｈｅｒｒｅｑｕｅｓｔａｂｏｕｔｈｅｔｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｆｏｈｅｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
ｔｉｍｅＣＡＮ－ｎｏｄｅｉｎｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ，ｗｈｉｃｈｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉｂｉａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．
ｂｕｓ — ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｄｅｓｉｇｎｏｒｆｅａｃｈｎｏｄｅｉｎｔｈｅＣＡＮ— ｎｅｔｗｏｒｋａｔｔｈｅＳａＢｌｅｔｉｍｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｍａｉｎ－ｎｏｄｅｗａｓｆａｉｌｅｄ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｃｈｅｓｔｏｔｈｅｂａｃｋｕｐ — ｎｏｄｅ，ａｎｄｗｈｅｎｔｈｅＣＡＮ— ｂｕｓｗａｓｆａｉｌｅｄ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｃｈｅｓｔｏｔｈｅｂａｃｋｕｐ — ｂｕｓ．Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ－ＦＰＧＡｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｈａｔｈａｖｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｕｎｉｆｉｅｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ－ｐｒｏｔｏｃｏｌｍｏｎｉｔｏｒｓａｌｌｒｅｌ－ａ

CAN-bus总线信号传输延时分析及解决方案

CAN-bus总线信号传输延时分析及解决方案摘要：CAN-bus总线在轨道交通、医疗设备等行业得到广泛应用，但工程师们经常会遇到信号传输延迟的问题困扰。

本文将针对传输延迟问题，进行详细分析，并给出一些可行的解决方案。

由于CAN-bus总线的实时性强、抗干扰能力强等特点，在轨道交通、汽车电子等行业得到广泛的应用。

伴随着技术的升级和CAN节点的增加，CAN协议提供的8字节数据传输以及最高1Mbps的波特率已经不能满足工程师的应用需求。

针对此现象，CiA协议联合各大车厂，制定出新一代的CAN FD协议，其主要的内容就是将一帧的数据段由8字节提升到64字节，同时可以提升数据段的波特率，以缩短通讯时间。

在一些行业中，对实时性要求很高，例如CAN通信在轨道交通制动系统中的应用，如果CAN-bus总线通讯出现了延迟，会严重影响轨道交通安全，造成列车运行瘫痪，甚至危及人身安全。

那么，如何评估CAN网络延时情况以及如何降低CAN/CAN FD通讯延迟，保证通讯稳定呢？接下来，做详细介绍。

1.1 CAN/CAN FD网络信号延时上限CAN-bus总线采用多主通信模式、非破坏式总线仲裁机制。

发送节点在发送报文时，在发完CRC校验场之后，会发出长度为2个位的ACK段，如图1所示。

当接收节点正确接收到有效报文时，就会在应答间隙（ACK SLOT）向发送节点发送一个“显性”位来作为回应。

发送节点检测到总线呈现显性状态，便认为成功发送报文。

如果发送节点没有检测到有效的显性位，则认为总线错误。

所以，CAN FD信号延迟的最大时限是确保发送节点在应答间隙内接收到有效的应答信号。

图 1 ACK应答以1Mbit/s波特率为例，在单次采样模式下，当采样率为75%时，应保证在750ns内，发送节点能够采集到接收节点发出的显性位，否则会出现总线错误。

即，延时总和时间≤位时间x采样点百分比。

1.2 如何快速评估CAN网络延时情况？工程师们在开发设计CAN底层硬件时，需要结合应用场景充分考虑延迟带来的影响。

基于网关互连的CAN网络最坏响应时间分析

[4-5]
。

由于 CAN 网络上运行的应用，绝大部分是安全关键性应用。应用中的任务有严格的时间约束，需要对这
基金项目：国家自然科学基金（No.61202102， No.61173036）；湖南省科技计划（No.2015GK3010）。作者简介：赵军岩（1988—），男，硕士在读，研究领域为汽车电子， E-mail： zhaojunyan2012@ ；李蕊（1980—），男，博士研究生，讲师，研究领域为汽车电子。收稿日期： 2015-03-10 修回日期： 2015-05-08 文章编号： 1002-8331 （2016） 24-0131-06 CNKI 网络优先出版： 2015-08-19, /kcms/detail/11.2127.TP.20150819.1606.012.html
算法和简化搜索算法，二者为简化分析在分析网关消息所造成的非周期性干扰时忽略了部分高优先级消息的影响，结合这一点，通过考虑被忽略的高优先级消息的干扰，并证明网关消息同时释放时所造成的非周期性干扰最大，改进了基于网关互连的 CAN 网络最坏响应时间分析的方法。使用 Matlab 工具进行了仿真实验，实验结果表明，改进后的算法具有较低的时间复杂度以及能够降低结果的悲观性。关键词：控制器区域网络（CAN）；最坏响应时间；网关文献标志码： A 中图分类号： TP39 doi： 10.3778/j.issn.1002-8331.1503-0086
面用于电子控制单元（ECU）之间通信的技术，具有强大、低成本和事件触发等特点。 CAN 网络协议 [1-3] 即可提供高速网络（500 kb/s）用于底盘控制系统和动力控制系统，也可提供低速网络用于车身系统和信息娱乐系统。为了连接不同的 CAN 总线网络，需要借助网关来实现，网关最基本的功能是实现不同 CAN 总线间的消息交换

CAN总线消息响应时间评估系统的仿真与测试

41网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言CAN 总线是Controller Area Network 的缩写，是一种总线串行通信网络，其解决了传统通信机制与信息化发展的适应性问题，大量的数据通信线缆因CAN 总线技术的发展而取消，安全性高、舒适性好、功耗及成本低的CAN 总线在各个领域得到了推广应用，并逐渐构建起与之相适应的标准体系。

目前，CAN 总线技术的应用主要集中在汽车、飞机、高铁等大数据体量的行业中[1]，但在理论研究和工程实践中，通过定量评价CAN 总线的实时性和可靠性的方法进行验证，关于CAN 总线技术的安全性、稳定性、可靠性均满足了不同行业领域的相关要求，因此，CAN 总线技术在诸多通信解决方案中广泛存在。

2 系统研究背景和目的作为一种较为常见的现象，CAN 总线消息响应时间存在着一定的规律性，而该规律的获取则是一个较为复杂的过程中，且存在技术上的难点，而这就需要开发能够测量CAN 总线响应时间的系统。

原则上，CAN 总线消息响应时间的测量比较明确。

只要节点之间采用相同的时间标准，在进行通信的过程中，相关报文就会被标记上时间戳，通过对时间戳的计算，则可以获得最终消息相应的时间[2]。

但是，目前CAN 总线消息响应时间的测试设备(例如IXXAT 的USB to CAN 测试盒、Tektronix 的TDS5000系列)无法直接实时测量响应时间。

对于测试人员来说，则可以通过对总线通信报文中的时间戳进行解码获取对应实践的消息，同时显示相关的数据信息，并保存在名为trace 的文件中。

在进行时间间隔的计算过程中，可采用离线分析法对所获取报文的时间戳进行解码。

在使用示波器的过程中，也可以借助示波器的参数设定，实时获取相关消息，根据选定的时间标准，在示波器屏幕上显示为波形，并存储在示波器内置的内存中。

can 位时序逻辑循环

can 位时序逻辑循环摘要：1.位时序逻辑循环的基本概念2.can总线的工作原理3.can位时序逻辑循环的具体实现4.can位时序逻辑循环在实际应用中的优势正文：位时序逻辑循环是一种基于时序逻辑的电路设计方法，通过将逻辑电路按照时间顺序进行循环，实现对信号的采样、处理和输出。

在现代通信和控制系统中，位时序逻辑循环被广泛应用于数据传输、信号处理和系统控制等领域。

其中，CAN（控制器局域网）总线协议就是位时序逻辑循环技术的一个典型应用。

CAN总线是一种基于多主控制器的串行通信总线，通过消息广播的方式实现设备之间的通信。

在CAN总线系统中，每个节点都会根据总线上的消息进行相应的处理。

为了确保节点能够正确地识别和处理这些消息，需要对CAN 总线中的位时序逻辑循环进行精确的实现。

具体来说，CAN位时序逻辑循环包括以下几个步骤：1.初始化：首先对CAN总线进行初始化，包括总线波特率、节点地址和通信模式等方面的配置。

2.数据传输：在CAN总线上进行数据传输时，发送节点将数据按照位时序逻辑循环的顺序进行编码，然后通过总线发送给接收节点。

接收节点根据位时序逻辑循环的规则，对接收到的数据进行解码和处理。

3.位时序逻辑循环的实现：在CAN总线系统中，位时序逻辑循环的实现主要包括同步域、传播延迟、采样器和编码器等部分。

这些部分协同工作，确保了CAN总线系统中消息的准确传输和处理。

4.优势：CAN位时序逻辑循环技术具有以下优势：- 抗干扰能力强：位时序逻辑循环技术可以有效地抵抗电磁干扰和噪声，保证数据传输的可靠性。

- 实时性强：通过位时序逻辑循环技术，CAN总线系统可以实现高速、实时的数据传输和处理。

- 扩展性强：CAN总线系统采用多主控制器结构，具有良好的扩展性，可以方便地实现系统规模的扩大。

can位时序参数解释

can位时序参数解释CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车和工业领域的通信协议。

在CAN总线通信中，位时序参数是指在通信过程中各个位（bit）的时间间隔和序列。

位时序参数主要包括以下几个方面的内容：1. 传输速率：也称为波特率（Baud Rate），指的是每秒钟传输的位数。

传输速率决定了通信的速度和稳定性。

通常用单位为bit/s来表示，比如常见的波特率有250kbit/s、500kbit/s等。

2. 同步段：在CAN通信的每一帧（Frame）的开始部分，都有一个同步段（Sync Segment）。

同步段的作用是提供足够的时间给接收器进行同步，确保接收器能够正确地识别位的开始位置。

通常同步段的长度为一个时间单元（Time Unit）。

3. 传播延迟（Propagation Delay）：指的是信号从发送端传播到接收端的时间延迟。

由于CAN总线的物理长度和通信速率的限制，信号传播会存在一定的时间延迟。

传播延迟对于数据的传输速率和可靠性有影响。

4. 位时间：位时间是指一个位（bit）所占用的时间。

在CAN通信中，每个位时间由许多小的时间单元组成。

位时间的长度由同步段、传播延迟、采样点（Sample Point）等因素共同决定。

5. 采样点：采样点是指一个位时间内取样的时刻。

在CAN通信中，接收器需要在每个位时间的合适时刻对信号进行采样，以确定位的值。

采样点的选择对于正确解析传输的数据至关重要。

通过设置合适的位时序参数，可以保证CAN通信的稳定性和可靠性。

不同的应用场景可能需要不同的位时序参数，因此在CAN通信系统的设计和调试过程中，需要合理地选择和调整这些参数。

通过对CAN位时序参数的解释，希望能够帮助你更好地理解CAN通信协议，以及在实际应用中对位时序参数的设置和优化的重要性。

基于故障树理论的CAN网络系统故障诊断分析与研究（上）

2.CAN网络系统故障诊断存在的问题 CAN网络系统无论是在国外还是在国内都处于快速发展的新兴技术领域，很多专家集中精力致力于其故障诊断技术的研究，虽然总结了一定的规律，也取得了一定的成绩，但是由于其系统的复杂性和技术难度大，对于 C A N网络系统故障诊断在故障树理论研究方面一直处于空白阶段。CAN网络系统故障诊断研究方面还存在一定的困难和问题。（1）CAN网络系统总线的结构组成和原理特性增大了进行故
1.CAN网络系统故障诊断研究的国内外现状对于国外CAN网络系统的故障诊断技术而言，大致采取2种方式：一种是通过故障诊断仪读取故障波形进行故障分析，另一种是通过检测电阻值进行故障分析。在很多专用的诊断设备里，已经存储了CAN总线的典型故障波形，只需技术人员能够分析对比，即可分析故障类型。但是，对于国外CAN网络故障诊断技术而言，它们还没有建立起来CAN总线技术的故障树，还缺少系统的综合研究和对比研究，只是处于个例和案例研究阶段，还有很大的研究空间。在国内，对于CAN网络系统故障诊断技术的研究，相对于CAN 网络系统的开发而言得到了足够的重视，很多一线技术人员和培训人员已经开始逐渐研究CAN网络系统的故障类别，力求把CAN总线的典型故障整理出来。本文也正是在这样的背景下产生的。
（2）CAN网络系统总线拓扑结构的复杂性决定了故障诊断与分析的艰巨性。现有车型的CAN网络系统多种总线联合运用，互相之间的彼此控制或者协调关系，使得故障分析相比较没有网络的车型而言难度加大，任务艰巨。
（3）CAN网络系统的故障诊断研究目前还处于起步阶段，没有大量的实际案例或者是数据的支撑，难以形成系统性和规范性。研究结论的准确性和可靠性取决于大量数据的分析和支撑，而CAN网络系统的故障诊断案例还比较少，还是处于发展阶段，缺乏系统的数据事实，给研究工作带来很大的困难，需要进行大量的实验积累。

基于CANoe的CAN总线设计基础与简例

基于CANoe的CAN总线设计基础与简例CANoe概述CANoe是德国Vecto:公司开发的一套通用的CAN总线系统的开发、测试和分析工具。

CANoe的主要组成部分和各自功能为：●CANdb++编辑器：用CANdb++编辑器可以创建或编辑数据库文件(*.dbc)。

数据库文件中包括了CANoe所用到的信号的信息，这当中包括了报文和信号的网络节点和符号名称，以及环境变量等信息。

●CAPL浏览器：利用CAPL浏览器可以创建用于测量和模拟面板的CAPL程序。

因为数据库的应用，在编程时可以使用直观的报文和信号的名称，而不必使用二进制代码的报文头和数据。

●CANoe主程序：用于测量和模拟CAN系统。

通过File/Database菜单，可以在主程序中关联一个或多个数据库。

●面板编辑器：通过面板编辑器可以创建面板。

面板的作用是作为用户和在CANoe里的模拟面板里被模拟的网络节点的I/O接口。

除了标准按钮和开关，在面板编辑器中也可使用位图作为显示和控制器件。

可以使用任意的位图编辑软件创建合适的位图，然后用十面板编辑器。

任何显示和控制兀件都要和数据库中的环境变量关联好，这样CAPL程序可以在CANoe主程序中读写显示和控制兀件。

使用CANoe进行开发的三个阶段使用CANoe的开发过程可以分为3个阶段：第一个阶段是利用数字仿真进行网络需求分析和设计阶段。

该阶段首先要定义网络里的通讯需求，包括：需要几个节点；在网络中要发送多少个报文；数据从哪个节点传输到哪个节点；每个报文的具体组成；有哪些外部的输入输出。

然后，利用网络数据库工具CANdb++建立起CAN通讯数据库。

接下来，建立网络拓扑结构，选择总线的波特率，定义节点的网络行为，使用CANoe建立各个网络节点的模型，并通过仿真来预估在设定波特率情况下的总线负载和延迟。

通过第一个阶段的仿真可以检验各个节点功能的完善性和网络的合理性，也可以监控网络负载和延迟。

第一阶段如图3-3所示。

CAN总线网络的实时性研究和改进

CAN总线网络的实时性研究和改进刘向明;方建安【摘要】Due to the unique advantage of CAN bus, CAN has become one of the mainstream technologies for the industrial data communication, which requires good real-time performance and reliability. With the complexity of CAN-NCS and the increase of control nodes, the unequal distribution of the bandwidth highlights, which makes the data transmission delay of low priority nodes in the bus more serious. The dynamic priority algorithm is put forward. It can change the priority level of the nodes dynamically, solve the problem of unequal bandwidth distribution and realize the real-time data transmission. The time trigger CAN (TTCAN) protocol is introduced. The dynamic priority algorithm and the standard CAN protocol were compared, and the delay characteristics of networks were obtained in the experiment.%由于CAN总线的独特优势,CAN已成为工业数据通信的主流技术之一,这就要求它具有良好的实时性和可靠性.但是随着CAN总线控制网络复杂化,控制节点的增多,带宽分配不均问题也随之凸显,使得总线上低优先级的站点数据传输延时增加.提出了动态优先级算法,它能够动态改变站点优先级,解决带宽分配不均问题,实现数据实时传输；简要介绍时间触发CAN(TTCAN)协议,并通过实验与动态优先级算法和标准CAN协议进行比较,得出网络延时特征.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)022【总页数】4页(P46-49)【关键词】实时性;动态优先级;TTCAN;网络延时【作者】刘向明;方建安【作者单位】东华大学信息科学与技术学院,上海201620;东华大学信息科学与技术学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TN911-340 引言控制局域网（Controner Aera Net，CAN）是德国Boasch公司于1983年为汽车应用而开发的一种有效支持分布式控制的串行控制网络。

CAN总线的信号时序分析

CAN总线的信号时序分析Zhou Hongying【摘要】随着总线技术应用在汽车上的逐渐普及,越来越多的主机厂和零部件供应商都对总线的开发进行深层次的研究.而伴随着整车开发法模式的日趋完善,几乎所有欧美的整车制造OEM都采用了V字形的网络自动化设计的开发模式.为了解决传统的V开发模式中的网络设计问题,一种新的软件提出了新的解决方案.它将开发的重心转移到设计的前期,提出了基于功能的实时性时间要求.不但保证了设计的正确性,还大大减少了后期集成测试的工作量.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)023【总页数】3页(P259-261)【关键词】总线技术;时序分析;功能时间【作者】Zhou Hongying【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U463引言CAN总线技术是当前汽车行业中广泛使用的一种通讯技术，其优势在于信息传输量大，抗干扰性强，节约整车线束。

随着越来越多的OEM采用“V”模型进行整车零部件开发，总线技术也采用了该模型。

在传统“V”开发模型中，前期的网络设计仅通过技术人员的经验对总线进行设计，加大了后期集成测试、验证工作量及整改周期。

为解决因前期设计导致的后期测试及验证问题，在前期设计过程中引入信号的时序分析来对信号在总线上的传输时间进行分段并精确计算，确保信号传输的可靠性和实时性，减少后期测试及验证的工作量，降低了整改成本，缩短了开发周期。

1 传统“V”开发模型传统的“V”开发模型是当前汽车厂家及零部件厂家普遍采用的一种产品开发模式，如图1所示。

传统的“V”开发模型将开发过程分为三个部分：第一部分：前期设计阶段，OEM对开发需求进行分析，明确其设计需求、架构并制定相应的规范文档。

第二部分：供应商设计验证阶段，供应商按照 OEM 释放的规范要求进行产品设计，并对产品进行测试验证。

第三部分：OEM设计验证阶段，OEM对供应商开发的产品进行测试验证。

图1 传统“V”开发模型传统的“V”开发模型以产品设计及验证为主。

CAN总线信号传输延时分析

CAN 总线信号传输延时分析CAN 收发器的改良和隔离器件引入，大大提高了通信的可靠性，但同时也引入了额外的延时，导致通信距离变短，或总线错误帧增加，本文以1Mbps 波特率下的应用为例，对CAN 总线信号延时做简要分析。

1.1 CAN 总线传输距离的相关因素1.1.1 ACK 应答CAN 总线采用多主通信模式、非破坏式总线仲裁机制。

以标准数椐帧为例，从结构上看分成7段，分别为起始段、仲裁段、控制段、数椐段、CRC 校验段、ACK 应答段、帧结束段，如图1所示：图1 标准数椐帧结构及应答ACK 段长度为2个位，包含应答间隙（ACK SLOT ）和应答界定符（ACK DELIMITER ）。

在应答场里，发送站发送两个“隐性”位。

当接收器正确地接收到有效的报文，接收器就会在应答间隙（ACK SLOT ）期间（发送ACK 信号）向发送器发送一“显性”的位以示应答。

发送节点检测到总线呈显式状态时，就认为有节点进行了有效的应答并且自己所发出的帧是正常的。

1.1.2 CAN 总线位时间组成CAN 网络通信位定时参数如图2所示。

同同同图2 位定时示意图CAN 总线通信中每一位的时间由4 部分组成，即同步段、传播段、相位缓冲段1、相位缓冲段2，划分为3段。

同步段：用于总线诸节点之间的同步；时间段1：由传播段与相位段1组成，传播段用于补偿信号的物理传播延时；时间段2：即相位缓冲段2，相位段1 和相位段2 用于补偿沿的相位误差。

在实际控制器设计中，通过调整时间段1、时间段2 的值可以改变对总线传播延时的补偿时间。

1.1.3 CAN总线延时理论分析由图 1可知，发送节点在发完CRC 场之后，会发出一位应答隙，在这一位的时间内，接收节点应该输出显式位作为回应，发送节点如果在应答隙内没有检测到有效的显式位，则会判定总线错误，所以限制CAN 总线系统信号传播延时上限的根本条件就是必须确保发送节点在应答隙内接收到有效的应答信号。

can总线

计算控制器区域网络（CAN）消息的响应时间摘要：控制器局域网络（CAN）是用于发送和在高达1Mb／秒的速度接收短消息实时控制一个精心设计的通信总线。

一个人的缺点可以一直无法绑定准确给定消息的最大响应时间（即，排队的消息到达目的地的消息处理器之间的最长时间）。

本文提出了一种分析结合这样的延迟。

基准测试是用来说明这种分析中的应用。

关键词：实时系统；实时通信；调度理论；分布式系统的调度分析。

1.简介控制器局域网（CAN）（ISO，1993）是用于发送和接收短消息，一个精心设计的通信总线的实时控制。

公交车的目的是在一个很小的区域控制系统的连接（如汽车），在嘈杂的环境在达1Mb／秒的速度。

其中的感知的问题可以在绑定消息的响应时间的能力。

为了说明这个问题其实可以很容易解决，分析了固定优先级预先购买实时处理器调度（奥兹利等人。

，1993；上述等人。

，1994a）应用于消息调度问题的CAN总线。

是继续前，建筑可以做了简要的介绍，并对实现中的一些一般性意见和假设。

可以是一个广播总线是一系列的过程传感器通过一个接口连接到总线。

数据源是一个信息的传送，由1至8字节（字节）。

数据源可以发送周期性的，零星的，或要求。

所以，例如，一个数据源，如道路的速度可以被编码为一个字节的信息和广播每100毫秒。

数据源是分配一个唯一的标识符，表示为一个将比特数（给予2032的标识符；可以禁止标识符与七最signifi -倾斜位等于1）。

标识符的服务器有两个目的：过滤信息在接收消息，并分配一个优先级。

在一台CAN总线能够接收消息的基于消息标识符：如果一个特定的主机处理器需要得到道路车速（考试的PLE）指出标识符接口处理器。

所需的标识符只接收信息并提交给主机处理器。

因此，可以留言没有目的地。

标识符的使用权是最重要的部分，可以在实时的每性能。

在任何巴士系统必须有一种方法来解决争用时分多址总线；，每个站分配在一个预先确定的时隙发送。

以太网，每个站等待沉默，然后开始发送。

基于DMS和EDF的CAN总线混合调度算法

基于DMS和EDF的CAN总线混合调度算法许万;杨光友;唐宗美【摘要】针对CAN总线调度问题,分析了CAN网络中信息帧发生传输错误的概率化最大响应时间,融合DMS算法的可预测性良好、处理器开销低以及对数分区EDF算法的灵活性强、网络利用率高的特点,提出一种考虑消息关键性的混合调度算法;在上述研究基础上,利用MATLAB/SimEvents工具箱建立CAN网络模型,并对3种调度算法进行了仿真,当网络利用率达到约85％时,混合调度算法丢包率为0.8％,但丢失的数据不包含硬实时消息,而且成功降低了处理器的额外开销时间,仿真结果表明混合调度算法既能提高系统的实时性,又能减小处理器的运算负担.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2014(022)005【总页数】4页(P1502-1505)【关键词】WCRT;DMS;对数分区EDF;混合调度;SimEvents工具箱【作者】许万;杨光友;唐宗美【作者单位】湖北工业大学机械工程学院,武汉 430068;湖北工业大学机械工程学院,武汉 430068;湖北工业大学机械工程学院,武汉 430068【正文语种】中文【中图分类】TP30 引言CAN总线广泛的应用于汽车、船舶、航空航天、工业自动化等领域。

当网络负载加重时，低优先级报文的响应时间受到严重影响，因此为保证分布式功能信号准确、实时、稳定地传输，引入合适的消息调度机制是必要的。

目前国内外主流的调度机制可分为静态调度和动态调度两种。

静态调度主要有基于表的调度策略［1］、时间触发 CAN［2］以及比率单调调度［3］、截止期单调调度［4］等，它们具有可预测性良好、设计简单及处理器开销低等优点，但也存在着网络利用率低、灵活性差、对非周期性任务调度效率低等缺点；动态调度主要有最小截止期优先［5］、最小松弛优先［6］、二权值晋升［7］、对数分区 EDF［8－9］等，它们对网络资源的利用率较高、灵活性强、可实时适应系统配置的变化，但也存在实现较为复杂、网络节点额外开销时间大和传输时刻不确定等不足。

基于CAN的网络控制系统消息等待时间研究

基于CAN的网络控制系统消息等待时间研究
李雯;戴金海
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2008(025)001
【摘要】网络时延的不确定性是网络控制系统(NCS)分析与设计面临的首要问题,目前多采用试验统计法进行研究,但该方法无法用于NCS早期设计.文中借鉴实时系统任务调度理论,针对基于CAN的NCS,采用理论分析法,对网络时延动态变化的主体-消息等待时间进行研究.首先,明确了基于CAN的NCS消息等待时间研究是一种固定优先级的非抢占式调度问题,并给出相应的模型描述;接着,对NCS关注的消息最差情况等待时间,分别确定了连续调度和离散调度两类计算公式;最后,通过具体算例,分析和对比了两类公式的优缺点.研究表明,理论分析法简单、可行,可用于NCS早期设计,为后续设计提供有益指导.
【总页数】3页(P173-175)
【作者】李雯;戴金海
【作者单位】国防科技大学航天与材料工程学院,湖南,长沙410073;国防科技大学航天与材料工程学院,湖南,长沙410073
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于生存分析法的行人过街最大等待时间研究 [J], 卢守峰;王红茹;刘喜敏
2.初中英语教师课堂提问等待时间研究 [J], 胡梦鸽;罗晓杰
3.基于概率及退避等待的车辆安全消息广播机制 [J], 徐哲鑫;彭杏云;林潇;吴怡
4.网络控制系统中基于模糊反馈的消息调度 [J], 李祖欣;王万良;雷必成;陈惠英
5.基于六西格玛的缩短化验等待时间研究 [J], 孟春华;鲁云辉
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CAN总线网络的实时性能分析、改进和测试的开题报告

CAN总线网络的实时性能分析、改进和测试的开题报告一、选题背景现代汽车在电子化方面的趋势日益明显，从简单的仪表板到超车辅助和自动驾驶系统的普及，现代汽车已经对CAN (控制器局域网)总线网络依赖性越来越大。

CAN总线是许多现代汽车中使用的标准总线之一。

它是一种被广泛使用的实时通信协议，具有精准的定时和处理能力。

CAN总线是基于多主机体系结构的，这意味着它允许多个分布在车辆上的计算机之间进行通信。

CAN总线网络可用于传输各种数据类型，包括温度、速度、压力等。

由于现代汽车中的各种设备使用的CAN总线网络越来越多，CAN总线网络的实时性能分析、改进和测试变得尤为重要。

如果CAN总线网络出现故障或性能下降，可能会对车辆的正常操作造成重大影响。

因此，对CAN总线网络的实时性能进行分析、改进和测试是现代汽车生产过程中十分关键的部分。

二、选题意义本文将探讨CAN总线网络的实时性能分析、改进和测试，目的是帮助现代汽车生产厂商提高CAN总线网络的可靠性、稳定性和效率。

具体而言，主要探讨以下几个方面：1. 实时性能分析：探究现在CAN总线网络可能存在的性能瓶颈，确定网络应遵循的最佳实践，并提高CAN总线的吞吐量。

2. 性能改进：将性能瓶颈的信息应用于改进CAN总线网络的设计和架构，从而提高其效率、可靠性和稳定性。

3. 性能测试：使用各种测试工具和策略进行测试，以确保CAN总线网络满足各种条件，并能在各种环境下提供优异的性能。

通过本研究，我们将能够为现代汽车生产商提供CAN总线网络实时性能分析、改进和测试方面的一些实际建议，并提高CAN总线网络的性能和可靠性，为现代汽车领域的发展做出一定的贡献。

三、研究内容和方法本研究将分为三个主要方面，包括实时性能分析、性能改进和性能测试。

具体而言，通过以下几个步骤实现这些目标：1. 实时性能分析：这一步骤将涉及对现有CAN总线网络的开发、部署和测试进行仔细的分析和评估。

我们将研究网络的性能瓶颈，并确定一些需要改进和修改的关键领域。

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，
ａｎｏｎ —
ｐｅｍｐｉｅｐｉｒｔ／１ｍｏｅｓｉｔｏｕｅ．ｃｕｅｂｔｓｕｆｎｓａｏｔｄｉｒｅｔｖｒｏｉＭＧ／ｄｌｙｗａｒｄｃｄＢｅａｓｉｔｆｇｗａｄｐｅＣＡＮｕ，ｈｒｂｂｌｙｄｓｒ— ｎ — ｉｎｂｓｔｅｐｏａｉｉｉｔｉｔｂｔｏｕｃｉｎｗａａｃｌｔｄＡｃｏｄｎｌｈｅｎｖｌｅｏｅｐｎｅｔｅｗａｄｃｄａｄｔｅｐｅｅｔｄｍｅｈｄｕｉｎｆｎｔｏｓｃｌｕａｅ．ｃｒｉｇｙｔｅｍａａｕｆｒｓｏｓｉｓｅｕｅｎｈｒｓｎｅｔｏｍ
注极端务件下响应时间计算不同，研究了均值意义下的响应时间建模与分析．在分析ＣＮ总线ＣＭＡＣ协议的ＡＳ／Ｄ
基础上，建立了消息响应时间的非强占优先级的Ｍ／／Ｇ１排队模型．针对ＣＡＮ总线独有的位填充机制，给出了相应
，
ｍｏｅｉｇｏａａｕｆｒｓｏｓｉｒｒｓｎｅ．ｄｌｆｍｅｎｖｌｅｏｐｎｅｔｎｅｍｅｗｅｅｐｅｅｔｄＡｃｏｄｎｏｔｅＣＳＡ／ｃｒｉｇｔｈＭＣＤｒｔｃｌｆＣＡＮ， ≤厶≤８ｇ是消息ｆ０；中控制位的总位数，准格式的消息ｇ＝３，展格标４扩式的消息ｇ５．＝４参与位填充的共有＋ｇ位，剩余的包含ＣＣ界定位、Ｒ应答位、帧结束和帧间隙在内共１位不进行位填充操作．３进行位填充之后，个消息的总长度为一
ｔｅｗｏｓａｅｒｓｏｓｉｅＴｂｖｏｃｕｉｎｏｅｈｈｒｔｓｅｐｎｅｔ．ｈｅａｏｅｃｎｌｓｏｓｍｄｌｅＣＡＮｕａｅｎｑｅｅｎｅｒ，ｉｈｉａａｌｂｅｃｍｔｂｓｂｓｄｏｕｕｉｇｔｏｙｗｈｃｖｉｌｈｓａ
陈曦，刘鲁源，吕伟杰，李芳
（．天津大学电气与自动化工程学院，天津３０７；２１００２．中国科学院电工研究所，北京１０９）０１０
摘要：ＣＡＮ总线消息响应时间是评价ＣＮ总线系统实时性高低的重要性能指标之一，与最糟糕应时间分析关Ａ向
中图分类号：Ｔ３３１Ｐ９．文献标志码：Ａ文章编号：０９ —１７２１）３０２ —８４３２３（０２０ —２８０
ＭｏｌｎｇａｄｅｉｎｄＡｎａｙｓｓｏｓｎｓｍｅｏｌｉｆＲｅｐｏｅＴｉｆＣＡＮＢｕｓ
于多个ＣＡＮ节点接在同一条总线上，任意一个时刻
式中是传输一位所需的时间．事实上因为消息的填充位往往会小于最糟糕情
况下的位数，即值会小于如式（）示的最大值，４所
只有一个ＣＮ节点的消息可以在总线上传输，以Ａ所只有一个服务台（）１．由分析可知ＣＡＮ总线上消息的传输符合非强占优先级的Ｍ／／的排队论模型．Ｇ１
ｗａｐｌｄｔｓａｅｄｔｓｔｆｅｅｔｉｅｉｌ．ｓｌｓｓｏｔａｅｍｅｎｖｌｅｏｓｏｓｉｅｉａｓｈｎｓａｐｉｏａｍｅｓｇａａｅｌｃｒｃｖｈｃｅＲｅｕｔｈｗｈｔｔａａｕｆｅｐｎｅｔｓｆｒｌｓｔａｅｏｈｒｍｅ
一
．
能评估、可靠性估计等工程中都有应用．者根据笔ＣＭＡ／Ｄ协议，ＣＮ总线视为一个排队系统，ＳＣ把Ａ建立非强占优先级的Ｍ／／Ｇ１排队模型，以此模型为并
目前普遍采用的是最糟糕响应时间分析方法ｌ】１，４
的填充位概率分布函数，计算了均值意义下的消息响应时间．其用于电动汽车的ＣＮ总线消息响应时间均值计将Ａ算，印证了响应时间的均值远小于最糟糕响应时间．上述结果从排队论角度对ｃＮ总线系统进行了建模，所提供的Ａ模型和方法不仅可用于响应时间的计算和分析，也为ＣＮ总线通信系统的设计与优化提供了理论指导．Ａ关键词：ＣＮ总线；响应时间；排队论；优先权；填充位Ａ
通讯作者：刘鲁源，ｌｌｊ．ｕｃ．ｉｙｕｅ．ｕ＠ｔｄａ
２１３月０２年
陈
曦等：基于排队论的ＣＮ总线消息响应时间建模与分析Ａ
务的 “ 服务台”２部分构成．如果把消息占据总线进行数据传输视为 “ 务 ” ，么因为Ｃ服那ＡＮ总线中的节点在消息传输过程中要占据总线，以可视其为所
ｓｓｅ．ｙｔｍ
Ｋｅｗｏｄ：ＣＡＮｕ；ｒｓｏｅｔｍｅ；ｑｅｅｎｅｒ；ｐｉｒｔｙｒｓｂｓｅｐｎｓｉｕｕｉｇｔｏｈｙｒｏｉｙ；ｂｔｓｕｎｉｔｆｇ — ｉ
ＣＡＮ总线消息响应时间（响应时间）析是简称分评价ＣＮ总线系统实时性高低的重要性能指标之Ａ
ＢａｅｎＱｕｕｉｇＴｅｒｓｄｏｅｅｎｈｏｙ
ＣＮＸｉ，ＬＵＬ —ｕｎ，ＬＷｅｊＩａｇＨＥＩｕｙａＯｉｉ，ＬＦｎ－ｅ
（．ｃｏｌｆｌｔｃｌｎｉｅｒｇａｄｕｏｔｎｉｊｎｖｒｉ，Ｔａｊ００２ｈｎ；１ＳｈｏＥｅｒａＥｇｅｉＡｔｍａｉ，ＴａｉＵｉｅｓｙｉｉ３０７，Ｃｉｏｃｉｎｎｎｏｎｎｔｎｎａ２Ｉｓｔｄｆｌｃｉｌｎｉｅｎ，Ｃｉｅｅａｅｆｃｎｅ，Ｂｉｎ００ｈｎ）．ｎｔｕｅｅｔｃｇｎｒｇｈｎｓｄｍｙｏｉｃｓｅｉｇ１０，ＣｉａｉｏＥｒａＥｅｉＡｃＳｅｊ１９
以把消息的传输时间视为 “ 务时间 ” ，服因为ＣＮＡ总线消息的传输时间因填充位的不同而呈一定的概
式中是填充位的总数．最糟糕响应时间分析考虑
最糟糕情况下即填充位最多时的消息传输时间，
此时每隔４位就插入一个相反极性的填充位，为参因
与位填充的只有８譬位，的最大值为＋所以
＝
Ｌ＋『Ｉ‘ Ｊ
（４）
可知最糟糕情况下一个消息所用的传输时间是
，
ｗ＝厶ｇ１Ｊ斗Ｊｉ（ｃ（＋＋＋Ｉ５８３Ｌ兰））
率分布Ｊ所以服务时间是服从一般概率分布Ｇ由，．
第４５卷第３期２１０２年３月
天津大学学报ＪｕｎｌｆｉｎｉｉｅｓｙｏｒａｏａｊＵｎｖｒｉＴｎｔ
Ｖｌ１ＮＯ．０．４５３Ｍａ．ｒ２０１２
基于排队论的ＣＮ总线消息响应时间建模与分析Ａ
系统中消息是持续不断发送的，以认为顾客总数是所无限的，且设相继顾客到达的间隔时间服从Ｐｉｏｏｓｎｓ分布（．ＡＮ总线采用ＣＳＣＭＡ／Ｄ协议进行消息Ｃ仲裁，简而言之即当低优先级消息发送时高优先级的消息必须等待低优先级消息发送完毕才能发送，高优先级消息发送时低优先级消息不能发送Ｌ，１这符合非Ｊ强占优先级的服务规则．Ａ总线中的消息只有在ＣＮ全部比特位发送完毕之后才可认为传输结束，以可所
１基于排队论的ＣＮ总线消息响应时间建模Ａ
排队系统由要求得到服务的 “ 客 ” 和给予服顾
收稿日期：２１．０１；修回日期：２１．３１．００１－１０１ —５０
作者简介：陈
曦（９０１８一
），男，博士研究生，讲师，ｃｅｘ＠ｔ．ｕｃｈｎｉｊｅ．ｕｄｎ
ｆｒｔｅｃｌｕａｉｎｏｅｐｎｅｔｍｅａｄｔｅｒｔｃｌｅｐｈｅｉｎａｄｏｔｉａｉｎｏｏｈａｃｌｔｆｒｓｏｓｉｎｈｏｅｉａｌｈｌｓｔｅｄｓｇｎｐｉｚｔｆＣＡＮａｅｅｗｏｋｏｙｍｏｂｓｄｎｔｒ
该方法是利用上限函数描述ＣＮ总线带冲突检测的Ａ
基础分析计算了消息响应时间的均值．
载波侦听多路访问协议（Ｓ／Ｄ，出极端条件ＣＭＡＣ）给下即最糟糕条件下的响应时问．然而响应时间的均值是公认的另外一个反映通信系统性能的重要量化指标Ｌ，５在基于ＣＮ总线的网络控制系统设计与性ＪＡ
厶＝８ｉ＋１＋Ｌ＋ｇ３（）３
“ 顾客” ，Ａ总线提供消息传输的物理介质并依ＣＮ据ＣＭＡＣＳ／Ｄ协议进行消息传输的仲裁与管理，以所可视其为 “ 服务台”．一个排队系统主要由３部分