论文研究-基于带宽利用率的Flexray静态段研究.pdf

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为了提高Flexray网络静态段带宽利用率, 对消息时隙的分配问题进行了研究。针对消息长度相差很大而导致带宽浪费的情况, 提出了将静态段的部分较长的消息分割成多个固定长度的消息时隙分配方法。该方法考虑消息分割后增加的无效比特位对带宽利用率的影响和增加的帧ID个数对整个网络的影响, 研究了消息长度、帧ID数目与带宽利用率的关系。数值实验表明, 该方法可以在使用较少帧ID的情况下提高带宽利用率。
4576· 计算机应用研究 第29卷 之后的消息对带宽利用率和帧ID的要求,用W来简单地量 通过表1~3可以清楚地看到,静态时隙的长度并非越小 时隙长度与两者之间的关系。 越好。当传输速度比较慢时,带宽利用率提高得较快,最佳长 (9)度与最长的消息相差较大,分割得比较多。利用本文提出的方 法进行消息分割之后,带宽利用率有明显提高 3.3算法描述 为了找到W的最优值,文采用如下算法进行描述求解:5结束语 1)假定所有参数都已给出 2)计算未分割之前U、F1、W且使max=W 本文在分析 Flexray帧格式和物理传输规则的基础上计算 3)for(L=4;L<662;L++ 消息传输所用的时间。在现有 Flexray优化模型的基础上通过 4)计算L所对应的U′、Fm'、W 改变静态时隙的长度,得出时隙长度、帧ID个数与最佳带宽利 5)if(W">W&&Fm<1023 用率的关系。最后通过实验证明静态段的消息分割方法能够 6) 在确保消息的发送时间、使用较少帧个数的同时有效提高 带宽利用率。下一步的工作将对动态段消息传输的时间性能 continue 9 )endfor 和调度规则进行研究。 l0)if(不存在W>W) 参考文献: l1)所给消息不需要分割,亦消息长度分布均匀 [Ⅰ』罗峰,苏剑汽车网络与总线标准[J].汽车工程,2003,25(4): 372-376 13)返回W对应的1、、F1D L2 FlexRay Consortium. FlexRay communications system protocol specifi- 4实例验证 on version2.1[EB/OL].(2005-05-12)[2009-02-12].htp: www.Flexray.com 为了验证本文提出的方法能够提高带宽利用率,改善网络3 CENA G, AT ENZANO A. On the properties of the: flexible time divi 的性能,本文采用汽车程师协会(SAE)的基准数据进行验 sion multiple access technique J|. IEEE Trans on vehicular Tech- 证,如表1~4所示。在数值计算过程中,参数取值为T nology,2009,2(2):86-94 I MT, thi:=0. I us/bit, gdMacrotick=1 Hs> [4』王锗,王宏,徐皑冬,下一代车戟网终 leray及其应用研究[J」 表1 Flexray消息数据 计算机工程与应用,2008,44(20):77-79 帧的长度(MT数目 [5]赵睿,秦贵和,范铁虎. Flexrayν通信协议的总线周期优化[J].计 大小字节周期m截止时间m=1Mps2.5Mpe5 Mbps 10 Mbps 算机应用研究,2010,27(10):3847-3850 [6]罗峰,陈智琦,刘矗,等.基于 Flexray的车载网络系统开发[J] 它子测量与似器学报,2009(S1):289-295. [7 SCHMIDT E G, SCHMIDT K Message scheduling for the static 5 50 nent of the FlexRay protocol[ C]//Proc of the 16th on Signal Pro sing Communication and Applications Conference 2008: 1-4 [8 SHAW R, JACKMAN B. An introduction to FlexRay as an industrial etwork[ C]//Proc of IEEE International Symposium on Industrial 139 9]刘梦阳.基于卜lexR灬y/CAN网关的汽车网络教据转换研究和实 119 现[D].合肥:合肥工业大学,2010 17 [1U KLAUS S, ECE G S. Message scheduling for the FlexRay protocol 100 dynamie segment[ J]. IEEE Trans on Vehicular Technology 2009,58(5);2160-2169 LlIl」刘欣,杨志家.∏ leray通信控制器收发功能的研究和实现lJ」.徵 1000 1000 计算机信息,2007,23(6-2):26-228 1 000 1000 [12]李佳,田光宁,钮舸,等, Flexray网络邐信廷迟时间分祈[J].清 表2分割前后静态时隙长度比较 华大学学报:自然科学版,2007,47(8):1343-1346 传输速率/Mbps 消息 「13陈涛,秦贲和. Flexray时钟同步分析J.计算机工程,2010,36 最大长度 最佳长度 (14):235-237 14 SCHMIDT K S, SCHMIDT E G. Message scheduling for the FlexRay protocol the static segment[ J]. IEEE Trans on Vehicular Tech 09,58(5):2170-2179 15 KANG M, PARK K, KIM B. A static message scheduling algorithm 表3分割前后带宽利用率比较表4分割前后帧ID个数比较 for reducing flexray network utilization[ J//Proc of IEEE Interna- 传输速率带宽利月率 传输速率 帧 tional Symposium on Industrial Electronics. 2009: 1287-1291 hps分割前分割后 /Mbps 分割前分割后 [16 KANG M, PARK K, KIM B. Determining the size of a static segment 0.46150.9574 and analyzing the utilization of in-vehicle Flexray network[ c]//Proe 2.5 0.57160.8435 2.5 of the 3rd International Conference on Convergence and Hybrid Infor- 0.67870.8791 nation Technology. Washington DC: IEEE Computer Society, 2008 0.78570.8437 18 19

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