Can總線調度分析及監控系統的製作方法
2023-05-22 17:43:26 1
專利名稱：Can總線調度分析及監控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種CAN總線應用領域，尤其涉及一種CAN總線調度分析監控方法及系統。
背景技術：
目前，國內整車廠和研發單位在汽車電子控制單元(ECT)的開發過程中，對於CAN 總線消息的分析和實時監控主要應用的是德國Vector公示開發的CANoe軟體及其配套的 CAN接口卡。而CANoe軟體是一個大型的，覆蓋面比較廣的軟體系統，他對於整車電子系統的開發功效是非常大的；在汽車的分布式嵌入式系統中，目前主流的通信網絡是CAN總線。CAN是事件觸發的通信協議，它根據消息的優先等級和節點的狀態自動地調度消息的傳送。低優先級的消息會因同時發生的高優先級消息太多而不能及時發送，高優先級消息也有可能由於節點狀態等的影響而丟失。Tindell首先將單處理器的任務調度方法改造成適用於CAN總線的調度方法，求取消息的最壞響應時間。CAN通信在網絡上的實現經過2個階段(I)通信任務將消息發到發送的通信控制器(CC)，(2)發送的通信控制器將消息發到接收的通信控制器。廣義地講， 響應時間是從需要產生通信的事件發生到消息到達目標節點的時間，包括發送節點host 內的處理時間，host到CC的時間，總線上消息仲裁傳送時間，接收CC到目標節點host的處理時間。仲裁獲勝的消息開始傳送後，便不能被中止，所以CAN調度是固定優先級非搶先式的任務調度。通過對算法描述，可以了解到如下內容設M為信號矩陣，m是信號矩陣M中的一個消息。通常消息m的最差響應時間Rni 由三部分構成 隊列抖動時間(queuing Jitter) Jm,即從消息產生到進入隊列，準備在總線上發送的最長時間間隔。這段時間通常依賴於發送消息的任務的調度情況，與總線調度無關。 因此，這段時間通常被認為是一個保證消息傳輸的最大鬆弛時間，在計算時通常假定為O。 隊列延遲(queuing delay)wm,即消息成功的在總線上傳輸之前,在CAN控制器或設備驅動隊列中逗留的時間。這段時間包括兩部分，即由於低優先級消息正在總線上傳輸所引起的阻塞時間Bm和由於高優先級消息搶佔發送所引起的幹擾時間Im。 傳輸時間Cm。 消息的周期用T表示，消息m的周期就表示為Tm。因此消息m的最差響應時間Rni為Rm = Jm+wm+Cm (I)其中Wm= B1^Init5阻塞時間Ip (m)是所有優先級低於m的消息的
集合 O
權利要求
1.一種CAN總線調度分析監控方法其特徵是，它包括的步驟是a)計算機終端通過USB接口連接到CAN接口卡上，然後將CAN接口卡連接到CAN總線上；採集CAN總線上的信息，通過利用信號矩陣，對信號矩陣中消息幀進行編輯，確定消息幀中消息的屬性；b)獲取某個信號矩陣消息幀中消息的屬性；c)對於是否出現消息傳輸錯誤做出判斷，若沒有消息傳輸錯誤，則進行判斷Dm是否小於等於Tm，所述Dm某個消息幀截止時間，所述Tm為某個消息幀的周期，若小於等於則對出現忙周期的消息進行調度優化，出現消息傳輸錯誤，則對出現傳輸錯誤的消息進行優化，若Dm 不滿足小於Tm以及沒有出現傳輸錯誤，則直截執行步驟d)；d)經步驟c)得出信號矩陣中各消息的可調度性和總線的利用率；e)信號矩陣進行總線傳輸過程中，通過連接總線的CAN接口卡，利用監控模塊同步對總線上的消息進行實時監聽和分析，接收到消息後，根據消息的ID，對該消息進行解析，包括分析出消息的名字、信號名、信號值有效信息；利用日誌模塊實現自動記錄步驟d)中得到的CAN消息數據，並提供多條件的查詢界面供數據檢索，以便用戶監視消息及其信號的狀態。
2.如權利要求I所述的CAN總線調度分析監控方法，其特徵是，所述步驟a)中消息幀中消息的屬性包括ID、Name、周期T、總線的速率SB、消息的數據字節數S和消息的截止時間D。
3.如權利要求I所述的CAN總線調度分析監控方法，其特徵是，所述步驟b)中某個消息幀信號矩陣中消息的屬性包括周期T，總線的速率SB，消息的數據字節數S及消息的時間限制D。
4.如權利要求I所述的CAN總線調度分析監控方法，其特徵是，所述步驟c)出現忙周期的消息進行調度優化
5.如權利要求I所述的CAN總線調度分析監控方法，其特徵是，所述傳輸錯誤的消息進行優化
6.如權利要求I所述的CAN總線調度分析監控方法，其特徵是，所述步驟e)，所述監控模塊具體監聽步驟為i)啟動總線監控線程；ii)利用開源CAN總線監控工具包，設置監聽的波特率和通道，並啟動線程輪詢調用方法接收CAN數據；iii)程序輪詢調用方法獲得接收到的CAN數據；將收到的數據存入鍊表供界面刷新使用，並將數據追加至日誌對象緩衝鍊表，然後繼續輪詢監聽CAN數據；vi)界面程序啟動單獨的界面刷新線程輪詢讀取緩衝池鍊表，當緩衝池鍊表中存在數據時，讀取協議設計工具中定義的數據矩陣，取得當前消息的名稱並進行數據顯示； v)停止監聽或關閉監控程序模塊。
7.如權利要求I所述的CAN總線調度分析監控方法，其特徵是，所述步驟e)，所述日誌模塊具體步驟為1)總線監控模塊收到數據後，首先將日誌數據記入內存緩衝區，2)每隔IOs鍾讀取緩衝區的數據，對日誌界面進行更新，3)日誌緩衝區中若有數據記錄，將緩衝區中的數據使用dom4j組件的SAX接口寫入日誌模塊，4)清空緩衝區後寫入日誌模塊後。
8.—種如權利要求I所述的CAN總線調度分析監控方法的系統，其特徵是，它包括界面模塊用於編輯CAN總線系統信號矩陣輸入消息幀，消息幀包括的ID、Name周期T總線的速率SB消息的數據字節數S及消息的時間限制D屬性；總線可調度性分析模塊用於獲取界面模塊中的信號矩陣中消息的周期T，總線的速率SB，消息的數據字節數S及消息的時間限制D ；
全文摘要
本發明公開了一種CAN總線調度分析監控方法，它包括的步驟是a)採集CAN總線上的信息，對信號矩陣中消息幀進行編輯，確定消息幀中消息的屬性；b)獲取某個消息幀信號矩陣中消息的屬性；c)判斷Dm是否小於Tm，Tm為某個消息幀的周期，若小於則對出現忙周期的消息進行調度優化；同時，對是否出現傳輸錯誤做出判斷，若有，則對出現傳輸錯誤的消息進行優化，若Dm不滿足小於Tm以及沒有出現傳輸錯誤，則直截執行步驟d)；d)經步驟c)得出信號矩陣中各消息的可調度性和總線的利用率；e)信號矩陣進行總線傳輸過程中，利用監控模塊同步對總線上的消息進行實時監聽和分析，利用日誌模塊實現自動記錄CAN消息數據。
文檔編號G05B19/418GK102608979SQ20121007654
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者劉曉建, 孫睿, 毛成勇, 車曉波, 閆旭琴 申請人:山東省科學院自動化研究所