基于时间触发的TTCAN协议

TTCAN协议是一种CAN总线高层协议.在现行CAN协议的基础上引入了时间触发机制.在遵循TTCAN协议的CAN通信网络中,总线活动可以用时间或者事件两种方式进行触发.介绍了TTCAN协议的提出和发展过程,阐述了协议中基于基准消息和网络时间实现时间触发的机制、不同TTCAN网络之间的时间同步以及TTCAN协议的硬件实现.     

基于CAN总线的共享时钟混合调度算法

CAN总线协议已广泛地应用在分布式嵌入式实时系统中,研究表明共享时钟调度算法能够很好地将基于CAN的微处理器和时间触发网络结构结合起来。针对现有共享时钟调度算法大多采用时间触发不可抢占调度机制的不足,结合时间触发混合调度模型,提出了一种共享时钟混合调度算法,并对算法的消息传输时间、错误检测时间和抖动进行了相应分析。使用Matlab下的Truetime工具搭建仿真平台,仿真结果表明,提出的算法能够减少传输时间,降低抖动,增强实时性。     

CAN总线的时间触发调度方法及实验研究

借鉴TTCAN总线时间触发机制和静态调度特点，利用微控制器的硬件周期中断，结合软件编程，提出一种充分利用了CAN 2.0 总线位仲裁特点的时间触发方案，并对以该方案进行数据传输时的总线带宽利用率和传输误码率进行了模拟实验研究．结果表明：将CAN总线和微控制器的周期中断相结合，可以利用CAN 2.0 总线实现时间触发型应用，并获得较高的带宽利用率，该方案可应用于分布式数据采集系统等传输大量周期数据和少量非周期数据的场合．     

MCP2515在TTCAN协议Level 1节点中应用

TCAN是基于CAN的时间触发的高层协议,具有确定性行为,因而适用于安全相关的场合。本文首先从参照时间、基本周期、系统信息阵、网络时间单元和全局时间五个方面对TTCAN协议进行分析,其后讲解了基于MCP2515的一个TTCAN协议Level 1节点的实现方案。     

基于TTCAN协议的井下通信网络研究

针对煤矿井下CAN通信网络中低优先级数据延迟较大而存在实时性与确定性较差的问题,提出了一种基于时间触发机制的TTCAN协议;给出了由主站节点和多个从站节点构成的TTCAN网络系统硬件结构,详细介绍了基于Level 1同步方式的TTCAN调度算法的设计。实验结果表明,与标准的CAN网络相比,TTCAN网络的最大响应时间和最大发送周期抖动指标几乎不受信息量的增加与优先级减小的影响,具有更好的实时性与确定性。     

面向安全关键系统的CAN总线应用研究综述*

控制器局域网适合小型安全关键系统的现场总线控制要求,能够以最大1Mbps速率发送和接收实时短消息。分析了CAN总线的结构、特点、协议仲裁机制、接口设计方法、实时特性和错误处理机制。为了支持任务关键网络,比较了事件触发协议与时间触发协议的特性,讨论了时间触发CAN协议的研究进展。     

周期性任务调度的装箱算法

针对基于时间触发的CAN控制系统，给出了确定周期性任务表中的基本周期的两种策略，提出了构造周期性任务调度表的下次适应、降序下次适应、最佳适应和降序最佳适应四种算法，分析了这四种不同算法的时间复杂度和最坏渐近性能比，最后对不同规模下的四种算法进行了仿真比较，结果表明文中给出的四种算法效果均优于经典的一维装箱算法。     

基于CAN-bus的载体销毁触发系统的研究

针对紧急情况下敏感信息泄漏问题,设计了一种实时触发的信息载体销毁触发系统结构框架及其触发机制;在研究了CAN总线技术的基础上设计了消息类型和适用于信息载体销毁触发系统的CAN总线应用层协议;运用CAN适配卡及其提供的动态链接库实现了一个原型系统;实验结果表明该系统具有高实时性,能实时触发被控设备。     

TTCAN协议软件仿真模型的建立与实现

TTCAN 作为建立在时间触发机制上的标准CAN协议的高层协议,已逐渐成为广泛应用于汽车局部网络的通信协议.同时,基于软件仿真模型的开发方法也正在被汽车工业和研究领域所采用,以提高产品质量,减少开发成本.为了缩短TTCAN网络应用系统的开发周期,该文应用面向对象的开发方法建立了TTCAN协议的软件仿真模型.该文首先分析了TTCAN协议特点,然后详细描述了建立和实现TTCAN协议的软件仿真模型的过程,在仿真模型中,对TTCAN网络中各节点之间数据的发送、接收以及时间触发机制进行了模拟,最后给出了仿真结果.     

混合动力电动车TTCAN网络系统设计

根据某混合动力电动汽车控制系统结构和控制器网络对信息实时性的需求，设计了该车的TTCAN协议．基于现有CAN控制器开发了具有时间触发功能的通讯节点，并在设计中考虑了通讯干扰问题和时间触发精度问题，、在此基础上，建立了混合动力电动车TTCAN网络系统进行了实验验证，结果表明所设计系统的时间触发精度达到了TFCAN协议要求。     

应用于电动汽车的CAN网络应用层协议研究

介绍了CAN技术规范和OSI参考模型;从通信内容的确定、标识符分配、消息编码方式、消息调度策略、数据格式定义5个方面考虑,制定了一套适用于电动汽车的CAN网络应用层协议。实际应用表明,采用该协议的CAN总线通信系统有很高的可靠性,通信负载率不超过30%,保证了紧急报文的及时发现和处理。     

CAN总线及其高层网络协议在无人飞行器航空电子系统中的应用

为了提高无人飞行器航空电子系统的工作效率,提出利用CAN总线进行航空电子系统内部的数据传输;分析了CAN总线的特点,并指出了CAN总线作为无人飞行器航空电子系统总线的优缺点,介绍了CAN总线高层网络协议CANaerospace的报文类型和结构、定时触发的总线调度及对系统的冗余支持等方面优于基本CAN总线协议的各项特点,在此基础上,给出了基于CAN总线和CANaerospace协议的无人飞行器航空电子系统设计实例.实践证明,该设计能够满足无人飞行器数据传输可靠性、实时性等方面的要求.     

CAN优先级倒置原因与对策

CAN总线是代表性的基于消息优先级进行调度的事件触发协议。为了保障通信的正常运行,必须实现帧开始时的硬同步以及无帧发送时的毛刺滤除。在现有CAN总线协议中,这2个设计的组合在特定场合会引起高优先级消息失去与同时发生的低优先级消息的竞争机会,即优先级倒置。优先级倒置的后果是高优先级消息的送达时间延迟,送达时间的理论分析结果不再正确。在完全兼容CAN总线的条件下,提出了在总线空闲时以及在服务间隔第3位处理毛刺的方法。它对于优先级倒置有改进,但对于毛刺较长而与低优先级消息帧开始位（SOF）相连引起的倒置仍无法解决。     

基于任务分配与调度的GSAT算法求解3-SAT问题

基于不同分配策略的云计算任务调度以及任务分配与调度的主要目的,提出了一种新的算法—求解3-SAT问题的基于任务分配与调度的GSAT算法。该算法将3-SAT问题中的每一个变量形成一个任务,在GSAT算法的基础上,引入任务分配与调度指导贪心搜索;同时,在保留原有贪心搜索的前提下,根据任务分配与调度的思想和3-SAT问题的特点,设计了两种新的策略—分配策略和调度策略共同完成整个贪心搜索过程。以标准的SATLAB库中变量个数从 20～250的3 700个不同规模的标准Uniform Random 3-SAT 问题对新的算法的性能进行了合理的测试,并与高效和普通性能改进的GSAT算法的结果作了比较,结果表明,该算法具有更高的成功率和更少的翻转次数。     

CAN总线中改进的EDF调度算法可调度性分析

针对于CAN总线的调度问题,因现有的平均分区EDF调度算法在对于优先级反转问题上收效甚微,从而导致消息缺乏一定的可调度性,故提出一种改进的基于幂函数分区的EDF算法;同时借助量化误差的概念,对该调度算法进行可调度性分析,充分论证了在该调度算法下,消息可调度的判定条件;采用CANoe平台进行实验仿真,对比平均分区EDF调度算法和双幂函数分区EDF调度算法,经试验测试验证了双幂函数分区EDF调度算法的可行性和优越性,改善了消息的最坏响应时间,提高了CAN网络通讯的实时性。     

Applications of machine learning approach on multi-queue message scheduling

Due to limited resource contentions and deadline constraints, messages on the controller area network (CAN) are competing for service from the common resources. This problem can be resolved by assigning priorities to different message classes to satisfy time-critical applications. Actually, because of the fluctuation of network traffic or an inefficient use of resources, these static or dynamic priority policies may not guarantee flexibility for different kinds of messages in real-time scheduling. Consequently, the message transmission which cannot comply with the timing requirements or deadlines may deteriorate system performance significantly. In this paper, we have proposed a controller-plant model, where the plant is analogous to a message queue pool (MQP) and the message scheduling controller (MSC) is responsible to dispatch resources for queued messages according to the feedback information from the MQP. The message scheduling controller, which is realized by the radial basis function (RBF) network, is designed with machine learning algorithm to compensate the variations in plant dynamics. The MSC with the novel hybrid learning schemes can ensure a low and stable message waiting time variance (or a uniform distribution of waiting time) and lower transmission failures. A significant emphasis of the MSC is the variable structure of the RBF model to accommodate to complex scheduling situations. Simulation experiments have shown that several variants of the MSC significantly improve overall system performance over the static scheduling strategies and the dynamic earliest-deadline first (EDF) algorithms under a wide range of workload characteristics and execution environments.     

一种快速构建CAN网络拓扑算法

受二叉树思想的启发,在P2P网络拓扑管理协议T-Man和Kademlia网络快速构建算法的基础上,提出了从非结构化P2P网络快速构建CAN网络的算法。Kademlia网络为二叉树拓扑结构,CAN网络基于空间划分,由于已经提出了Kademlia网络快速构建算法,通过把CAN的空间划分方式强制定义为树图的空间划分方式,研究问题转换为由Kademlia网络的二叉树结构向CAN网络的树图结构转换及构建相应路由表的问题。实验表明,该算法能在对数的时间内构建出CAN网络。     

Proposal and evaluation of dynamic assignment of priorities in CAN

The paper deals with the scheduling of information flow in a CAN ISO IS-11898 communication system. It mainly features a bus access arbitration protocol based on a priority assigned to each message to be transmitted; if two or more messages are transmitted at the same time by different communication nodes, only the message with the highest priority continues to be transmitted, the other being stopped. In real-time applications, messages contain information which must be transmitted within strict time constraints; according to the CAN ISO IS-11898 bus arbitration protocol, respect of real-time constraints of time critical information depends on the priority assigned to the message conveying it. The aim of the paper is to propose a procedure for dynamic assignment of priorities to messages to be transmitted, in such a way the real-time requirements of the information conveyed are fulfillled. Although many other approaches can be found in literature, the proposal is original as It is based on standard full CAN communication stacks.