基于系統工程的汽車(chē)電子CAN 通信協(xié)議設計

　　除了這些參數以外，完整的系統設計還需要以下信息：
　　●信號定義：類(lèi)型、大小等；
　　●發(fā)送節點(diǎn)數據定義：收發(fā)的信號、TP和TS的定義；
　　●接收節點(diǎn)數據定義：收發(fā)的信號、TP、TS和maximum age的定義；
　　●拓撲結構的定義：節點(diǎn)之間的互聯(lián)關(guān)系。

以上數據為基礎，對通信過(guò)程的實(shí)時(shí)性進(jìn)行分析，計算通信中的延遲。然后根據單調速率分析法(deadline monotonic analysis)，分配消息ID并設置周期。

　　根據系統獲取的時(shí)間要求，系統計算消息的延遲并驗證設計的協(xié)議是否滿(mǎn)足這些時(shí)間要求。如果不滿(mǎn)足時(shí)間要求，系統將自動(dòng)調整消息ID和周期，直到滿(mǎn)足所有的時(shí)間要求。

　　本文用Mentor Graphics公司Volcano產(chǎn)品線(xiàn)的設計工具VNA進(jìn)行了實(shí)驗。VNA是CAN/LIN協(xié)議的自動(dòng)化設計工具，其核心思想就是采用了本文介紹的系統工程設計方法。其使用方法可以如圖5所示，用戶(hù)提供信號及節點(diǎn)定義、本文介紹的時(shí)間參數定義及項目管理定義，VNA將自動(dòng)對CAN通信協(xié)議進(jìn)行設計，輸出通信協(xié)議規范。

　　其中圖6是本次實(shí)驗的通信系統拓撲結構，系統由三條CAN總線(xiàn)和兩條LIN總線(xiàn)組成，CAN協(xié)議采用的是29位。

　　輸入參數后，VNA自動(dòng)生成通信協(xié)議，結果如圖7所示。消息EMSHSC_FrP00的ID為0x04c000d，周期為10ms，計算出的延遲時(shí)間為1.734ms。

　　結論

　　系統工程設計法，采用一套量化體系描述數據收發(fā)的完整過(guò)程。明確定義這些指標，并清晰描述了系統功能的時(shí)間性要求。正因為這樣，使得自動(dòng)化設計協(xié)議成為可能。

　　根據這些量化指標，系統將自動(dòng)計算消息的延遲時(shí)間，并自動(dòng)調節消息的優(yōu)先級和周期，以控制消息的延遲時(shí)間，保證用戶(hù)提出的時(shí)間要求全部得到滿(mǎn)足，從而實(shí)現從設計角度控制消息延遲的目的。

　　自動(dòng)化設計協(xié)議降低了協(xié)議設計的技術(shù)門(mén)檻，特別是對于中國的整車(chē)廠(chǎng)，沒(méi)有經(jīng)驗積累，這樣的工具必將助力國內自主產(chǎn)品在總線(xiàn)上的研發(fā)。