基于CAN总线嵌入式任务调度算法的研究

发布时间：2017-11-14 04:34

  本文关键词：基于CAN总线嵌入式任务调度算法的研究

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【摘要】：现场总线网络控制是当前工业控制发展的主流,CAN总线以其结构简单、低成本、高可靠性、灵活性高、抗干扰强等特点,已成为应用最为广泛的现场总线。CAN总线网络控制系统中的节点即是一个嵌入式系统,网络控制中的嵌入式系统往往比较复杂,需处理的任务繁多且时间特性差异大,如有周期性的与非周期性的、有实时性的与非实时性的等,任务完成涉及的处理资源也不同,如非通信任务仅涉及CPU处理资源,通信任务还涉及CAN总线处理资源。针对嵌入式任务特性多样的特点,有专家提出了多种任务调度算法混合的分层调度策略,并取得了良好的调度效果。论文介绍了CAN总线网络控制系统及其结构模型与CAN总线通信协议、嵌入式实时系统及其体系结构与任务管理机制,概述了CAN总线和嵌入式实时系统(RTOS)任务的调度策略与调度算法,阐明了几种典型调度算法的原理。在分析基于CAN总线嵌入式任务时间资源特性和任务分级调度原理的基础上,将嵌入式任务分类,提出了CAN总线嵌入式系统任务分级调度的结构模型;针对任务处理资源的非对称性,提出了优先级动态比例缩减的调度算法。由此,阐述了任务定义与记录、分级调度流程及其算法,并从可调度性和任务时延两个方面对算法进行了分析。最后,采用MATLAB软件中的Simulink/Stateflow工具箱,构建CAN总线通信模型、节点模型、调度算法模型,对RM、EDF调度算法、分级调度算法进行仿真。仿真结果表明,分级调度算法提高了网络利用率,相对缩短了消息传输的时延,提高了任务调度的公平性。
【学位授予单位】：江西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TP301.6

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本文编号：1183900