一种面向汽车CAN网络报文数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网络报文数优化的车辆信号封装方法，旨在提供一种使汽车CAN网络报文数最少，且满足实时性要求的车辆信号封装方法。本发明将车辆信号根据长度大小按递减顺序排序，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网络报文数优化，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网络报文数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；CAN报文特征(T，D，L，DL，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；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，将车辆信号根据长度大小按递减顺序排序，排序后的车辆信号集为S＝{s₁，s₂，…s_i…，s_n}；步骤2：向CAN报文中装入车辆信号s_i：步骤2(a)：按顺序观察已经使用过的CAN报文集{f₁，f₂，…，f_j}，一旦发现车辆信号s_i能够装入{f₁，f₂，…，f_j}中的某个CAN报文中，则将s_i装入该CAN报文中，并更新该CAN报文的周期和截止期；步骤2(b)：如果s_i不能够装入{f₁，f₂，…，f_j}中任何一个CAN报文中，则产生一个新CAN报文f_j+1，该新CAN报文的时间特征为和将所述新CAN报文f_j+1加入到所述已使用过的CAN报文集{f₁，f₂，…，f_j}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，…，f_j}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，…，f_m}；步骤4：将最终构造的CAN报文集F＝{f₁，f₂，…，f_m}中的各报文截止期D_j按升序排序，按截止期单调方法为各CAN报文配置优先级，D_j越小，P_j越小；步骤5：对CAN报文集F＝{f₁，f₂，…，f_m}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f_relax，将f_relax中具有最小截止期的那个车辆信号从f_relax中移除，并封装到一个新CAN报文f_m+1中，更新f_relax和f_m+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。