[发明专利]一种面向汽车CAN网络带宽消耗优化的车辆信号封装方法

摘要

本发明公开了一种面向汽车CAN网络带宽消耗优化的车辆信号封装方法，该方法将车辆信号根据带宽消耗大小按递减顺序排序或根据周期大小按递增顺序排序，基于启发式优化方法封装入CAN报文中，按截止期单调方法分配CAN报文优先级，基于最糟糕响应时间分析CAN报文集的可调度性；如果不可调度，则从不可调度CAN报文中找出最糟糕响应时间和截止期差值最小的CAN报文，并将该CAN报文中截止期最严格的车辆信号封装到新CAN报文中，以提高原CAN报文的截止期；直到CAN报文集可调度，或没有CAN报文可被分解为止。本发明的有益效果是：实现了汽车CAN网络带宽消耗优化，保证了系统实时性，为汽车CAN网络应用层协议的设计提供了新方法。

主权项

一种面向汽车CAN网络带宽消耗优化的车辆信号封装方法，其特征在于：首先设定车辆信号特征其中：是车辆信号产生周期；是车辆信号截止期；是车辆信号长度，单位为bit，且小于或等于CAN报文的数据域最大长度；是车辆信号的带宽消耗；CAN报文特征(T，D，L，DL，BC，P)，其中：T是CAN报文产生周期；D是CAN报文截止期；L是CAN报文长度，单位为bit；DL是CAN报文已经封装的车辆信号长度，单位为bit；BC是CAN报文的带宽消耗；P是CAN报文优先级，P越小，CAN报文优先级越大；然后，按照以下步骤操作：步骤1：在每个ECU上，将车辆信号根据带宽消耗大小按递减顺序排序，车辆信号si的带宽消耗为排序后的车辆信号集为S＝{s1，s2，…si…，sn}；步骤2：向CAN报文中装入车辆信号si：步骤2(a)：按顺序观察已经使用过的CAN报文集{f1，f2，…，fj}，寻找车辆信号si能够装入{f1，f2，…，fj}中的那些CAN报文；在这些CAN报文中找出将si装入后使得带宽消耗最小的那个CAN报文；将该CAN报文的带宽消耗增量与将si单独装入一个新CAN报文中的带宽消耗进行比较；最后将si装入比较后具有最小带宽消耗的那个CAN报文中，并更新该CAN报文的周期和截止期；步骤2(b)：如果si不能够装入{f1，f2，…，fj}中任何一个CAN报文中，则产生一个新CAN报文fj+1，该CAN报文的时间特征为和并将所述新CAN报文fj+1加入到所述已使用过的CAN报文集{f1，f2，…，fj}中 构成新的已使用过的CAN报文集，并将新的已使用过的CAN报文集仍用{f1，f2，…，fj}的形式表示；步骤3：如果该ECU仍有车辆信号需要封装，则返回步骤2；如果仍有其他ECU的车辆信号需要封装，则返回步骤1；最终构造的CAN报文集为F＝{f1，f2，…，fm}；步骤4：将最终构造的CAN报文集F＝{f1，f2，…，fm}中各报文截止期Dj按升序排序，按截止期单调方法为各CAN报文配置优先级，Dj越小，Pj越小；步骤5：对CAN报文集F＝{f1，f2，…，fm}进行最糟糕情形下的可调度性分析；步骤5(a)：如果F可调度，则封装成功；步骤5(b)：如果F不可调度，则在F中找到最糟糕响应时间大于截止期，且至少包含两个车辆信号的CAN报文，并构成不可调度CAN报文集F*，在F*中找出最糟糕响应时间和截止期差值最小的CAN报文frelax，将frelax中具有最小截止期的那个车辆信号从frelax中移除，并封装到一个新CAN报文fm+1中，更新frelax和fm+1的周期和截止期，返回步骤4，当所有不可调度CAN报文被全部分解而CAN报文集仍不可调度时，则封装失败。