基于AUTOSAR的汽车FlexRay网络通信管理研究

发布时间：2019-03-24 17:07

【摘要】：随着汽车电子化、智能化和信息化的发展,汽车电控单元(electronic control unit, ECU)数量不断增加,车内通信网络化已经成为必然趋势。FlexRay作为下一代汽车总线标准在实时性、可靠性和灵活性等方面具有较大的优势,已经在汽车动力系统、底盘系统、电子线控系统(X-by-wire)等汽车关键控制系统中应用。汽车开放系统架构(automotive open system architecture, AUTOSAR)为FlexRay总线提供了专用的网络管理(network management, NM)规范,用于FlexRay网络通信管理。因此,研究AUTOSAR规范的FlexRay网络管理机制,对保障FlexRay的安全、可靠通信具有重要意义。本文依托国家自然科学基金项目和企业委托项目,研究了基于AUTOSAR的FlexRay网络通信管理机制。在分析FlexRay的通信特点和AUTOSAR网络管理机制的基础上,提出了一种基于故障检测的FlexRay网络通信管理方法,并建立了节点的内部网络通信管理状态转换模型,设计了Error Check状态下的分布式故障检测机制,给出了该机制下FlexRay网络参数及网络管理参数的计算方法；然后,针对上述网络通信管理方法,在MC9S12系列芯片中进行了实现,分别设计了节点的硬件、通信驱动程序和网络通信管理模块；最后,利用CANoe和DaVinci软件搭建了FlexRay网络通信管理实验系统,从节点故障检测机制、故障检测时间、协同睡眠过程和NM带宽消耗率4个方面进行了仿真实验,实验结果证明了所设计的网络通信管理方法的可行性和有效性。本文的研究对建立高可靠的车载网络通信管理系统进行了有益的尝试。
[Abstract]:With the development of automobile electronization, intelligentization and informatization, the number of electronic control unit (electronic control unit, ECU) is increasing, and the communication network in vehicle has become an inevitable trend. FlexRay, as the next generation bus standard, is in real-time. It has great advantages in reliability and flexibility, and has been applied in automotive key control systems such as vehicle power system, chassis system, and electronic wire control system (X-by-wire). (automotive open system architecture, AUTOSAR), an open system architecture of automobile, provides a special network management (network management, NM) specification for FlexRay bus, which is used in FlexRay network communication management. Therefore, it is of great significance to study the FlexRay network management mechanism of AUTOSAR specification to ensure the security and reliable communication of FlexRay. Based on the project of National Natural Science Foundation and the project commissioned by enterprises, this paper studies the FlexRay network communication management mechanism based on AUTOSAR. Based on the analysis of the communication characteristics of FlexRay and the mechanism of AUTOSAR network management, a FlexRay network communication management method based on fault detection is proposed, and the state transition model of internal network communication management of nodes is established. The distributed fault detection mechanism based on Error Check is designed, and the calculation methods of FlexRay network parameters and network management parameters are given. Then, according to the above-mentioned network communication management method, implemented in the MC9S12 series chip, designed the node hardware, the communication driver and the network communication management module respectively; Finally, the FlexRay network communication management experiment system is built by using CANoe and DaVinci software. The simulation experiments are carried out from four aspects: node fault detection mechanism, fault detection time, cooperative sleep process and NM bandwidth consumption rate. The experimental results prove the feasibility and effectiveness of the designed network communication management method. The research in this paper makes a beneficial attempt to establish a high reliable vehicle network communication management system.
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6

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本文编号：2446519