基于消息调度的FlexRay车载网络可靠性的研究.pdf

学校代号 10532 学号 S10101052
分类号 TP393 密级普通


硕士学位论文

基于消息调度的 FlexRay 车载网络
可靠性研究



学位申请人姓名朱晔
培养单位信息科学与工程学院
导师姓名及职称李蕊讲师
学科专业信息与通信工程
研究方向嵌入式系统
论文提交日期 2013 年 04 月 24 日
学校代号:10532
学号:S10101052
密级:普通


湖南大学硕士学位论文


基于消息调度的 FlexRay 车载网络
可靠性研究


学位申请人姓名: 朱晔
导师姓名及职称: 李蕊讲师
培养单位: 信息科学与工程学院
专业名称: 信息与通信工程
论文提交日期: 2012 年 04 月 24 日
论文答辩日期: 2012 年 05 月 12 日
答辩委员会主席: 林亚平教授
Research on Fault Tolerance for the Static Segment of FlexRay
Protocol

by
ZHU Ye
.( Hunan University ) 2010
A thesis submitted in partial satisfaction of the
Requirements for the degree of
Master of Engineering
in
Information munication Engineering
in the
School of information science and technology
of
Hunan University

Supervisor
Lecturer LI Rui
May, 2013
湖南大学
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作者签名: 日期: 年月日
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(请在以上相应方框内打“√”)

作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
I
基于消息调度的 FlexRay 车载网络可靠性研究
摘要
随着汽车电子行业的不断发展,车载网络技术逐渐成为了一个应用与研究的
热点,其中 FlexRay 网络协议以其诸多优异特性被广泛认定为下一代标准车载网
络通信协议。但是在汽车内部这样一种复杂的电磁环境下,FlexRay 在网络的应
用层上缺乏一种主动的机制,确保消息传输过程中的可靠性。
本文围绕 FlexRay 静态段的可靠性,首先详细分析了现有的相关研究,简单
介绍了车载网络的研究现状,并从可靠性和媒体访问控制两个角度对 FlexRay 网
络静态段的可靠性进行详细介绍,建立数学模型与问题抽象;最后,提出了通过
将消息进行选择重复传递提高可靠性的两种算法,使得提高消息传输过程可靠性
的同时,最优化带宽利用率。本文的主要研究工作如下。
首先,在应用层上对 FlexRay 静态段建立了基于概率的系统模型,并对一些
重要的理论公式进行介绍与推导。随后通过对 FlexRay 的其他研究方向进行综合
分析,介绍了本文选择优化目标的过程,总结出本文所关注问题的数学抽象以及
将该数学抽象进行问题转化的原因及过程。
其次,根据系统模型与数学问题抽象,提出了一种基于消息调度的启发式的
重传算法 H-1,创新性的将重传消息的可靠性增幅与带宽利用率增加量之比作为
选择消息进行重传的标准,使所得的重传方案能确保可靠性目标达到的同时,优
化带宽的使用效率。
然后,根据 FlexRay 设计的基本流程,详细分析 H-1 算法的不足之处,提出
一种基于动态规划的重传算法 H-2。将原问题转化为可用动态规划解决的整数型
的问题形式,再按照动