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汽车CAN网络系统精确时钟同步的研究与实现
资料介绍
随着人们对汽车的要求日益提高,越来越多的电子控制系统被应用到汽车之中,网络化成为当今汽车电子发展的必然趋势。CAN总线具有速率高、实时性好、可靠性强等特点,被广泛应用在汽车网络中。同时,由于汽车电子是典型的安全关键实时系统,精确的时钟基准是汽车网络系统高可靠运行的关键因素之一。时钟同步在分布式系统中具有重要的作用,它可以保证CAN网络通信的实时性和可靠性,因此,研究汽车CAN网络系统精确时钟同步机制具有重要的意义。
本课题以国家自然科学基金为依托,研究了汽车CAN网络系统精确时钟同步的设计与实现。首先,针对分布式汽车网络同步问题,引入四种特殊的报文帧,定量研究了同步帧传输的网络时延,给出了即时偏差与网络延时的测算方法;在此基础上,结合基于最小“相对即时偏差和”的主时钟协商选择方法,建立了支持主时钟选择的精确时钟同步机制。然后,基于飞思卡尔单片机MC9S12XS128对精确时钟同步机制的软件实现进行了研究和设计,包括报文设计、软件架构设计以及相应组成模块的设计与实现。最后,设计实物节点和虚拟节点,构建了基于CANoe的汽车CAN网络系统精确时钟同步的半实物半仿真平台,进行试验验证。实验结果表明,本文同步机制不仅具有较高的同步精度和可靠性,而且有效降低了同步网络开销,能够满足当今汽车的高要求。
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