2022年CAN总线网络控制系统调度研究报告.docx
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1、精品学习资源基于 CAN 总线的网络把握系统调度争论时间1 引言网络把握系统 NCS)又称网络化的把握系统,即在网络环境下实现的把握系统;对网络把握系统来说,由于系统中的信息 源较多,信息的传送要分时占用网络通信线路,而网络的承载 才能和通信带宽有限,从而使得信息在传输过程中不行防止地 存在时延,并且该时延可能是固定的、时变的,甚至是随机的;从把握的角度来看,这种时延会使系统的分析与设计变得更加复杂;解决网络延时问题有两种途径:一是设计把握算法时充分考虑网络延时的影响,这是把握器设计问题;二是在不考虑延时的情形下设计把握器,依靠改进调度算法保证信息传输的实时性,确保把握系统的稳固和性能,这属于
2、信息调度问题;本文以 CAN 总线为争论对象,经过对网络可调度性和调度算法的分析,提出了一种改进的混合调度算法MTS ),并利用TrueTime 网络把握工具箱进行网络把握系统的仿真,分析调度算法对把握系统性能的影响,取得了较理想的成效;2 调度算法传统的运算机把握理论假设对象输出为等距采样,即周期性地在 kTm 时刻进行采样,其中Tm 为采样周期;这样的假设可以得到线性时不变数据采样系统,并可大大简化对系统稳固性欢迎下载精品学习资源等性能的分析;然而,由于网络传输延时及其不确定性的存在,等距采样在NCS 中不愿定能得到保证;对于NCS,一般要求中意的主要指标之一是延时的限定,即信息必需在限定
3、的时间内成功地被传送,信息传输的时间特性必需中意系统的实时性要求;网络调度主要集中在一个节点多久可以传送一次信 息,以及传输信息的优先级;判定网络传输是否中意该主要指标的过程及传输的保证叫可调度性分析;2.1 1 可调度性分析信息的最糟糕响应时间即最长等待时间是可调度与否的一个重要参数,它定义为从信息进入发送节点的传输队列到被目标节点正确接收所需的最长时间;对任意一条信息Sm,它的最长等待时间 Rm:1)其中 Jm信息 Sm 的扰动时间,即信息被排队的最早和最晚时间差;Im信息 Sm 的等待推迟时间; Cm信息 Sm 的传送时间;要保证 CAN 总线信息传输的实时性,一条进入传输队列的信息必需
4、在下一条信息到来之前发送出,假如信息未准时传送出 去,会被下一条信息所掩盖;因此,信息的传送必需中意2)其中 Dm 为信息的截止期,表示信息从产生到被正确接收的最大答应时间;假如每一条信息都中意了此条件,我们就说网络是可调度的,欢迎下载精品学习资源网络调度算法选择的目的是保证网络的可调度性;2.2 2 基本调度算法CAN 总线利用数据帧中的标识符表示信息的来源和优先级;标识符既可以静态设定,也可以动态设定,即利用标识符可以实现静态或者动态的信息优先级;在中意可调度性的实时调度算法中,目前常用的是优先级驱动的实时调度算法,它可分为静态优先级调度算法和动态优先级调度算法;在静态优先级调度算法中,任
5、务调度的优先级在调度过程中固定不变,如固定优先级调度算法 FP)和单调速率算法 RM ); RM 依据信息的周期支配信息的优先级,信息的周期越小,就优先级越高;在动态优先级调度算法中,任务调度的优先级随各把握任务的执行时间或截止时间动态变化,任务优先级不仅仅与任务自身有关系,而且与系统中其他任务有关,如最早时间限优先算法EDF)和截止期单调算法 DM ); DM 依据信息的截止期支配信息的优先级,信息的截止期越小,就优先级越高;2.3 3 改进的混合调度算法的提出依据动态优先级调度具有高利用率的特性,文献6 提出依据任务的确定截止期为信息支配标识号,并设计出一种混合调度算法 MTS ); MT
6、S 算法是一种介于静态优先级调度算法和动 态优先级调度算法之间的折中算法;MTS 算法的核心思想是将信息的确定截止时间编入标识符中,充分利用信息的标识符反映信息截止期的变化,对高优先级的信息使用EDF 算法,对低欢迎下载精品学习资源优先级的信息使用 FP 算法;由于在 CAN 总线中每个信息必需有唯独的标识号, MTS 把标识号分成优先级域、截止期域、节点域三个域,使标识号既反映截止期的变化,又能保证唯独性;在一个典型的系统中,由于截止期随着时钟的转变而改 变,因此全部信息截止期域的内容应当准时更新,而且仍要与时钟同步;为明白决上述问题,MTS 算法接受分布式时钟同步算法,并把时间分为几个区间
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