[发明专利]一种基于CAN网络的OSEK COM消息动态调度方法

说明书

技术领域

本发明属于CAN网络通讯技术领域，尤其是指一种基于CAN网络的OSEK COM消息动态调度方法。

背景技术

应用软件的可移植性和不同厂商的控制模块间的可兼容性，促使德国汽车 工业界在1993年联合提出了汽车电子的开放式系统及接口-OSEK(Open Systems and the Corresponding Interface For Automotive Electronics)规范，旨在为 汽车上的分布控制单元提供一个开放结构的工业标准。其中OSEK通讯规范 (OSEK COM)规定了ECU内部以及多个ECU之间的数据交换行为，为汽车 控制单元的应用软件之间提供统一的通讯环境。图1是OSEK COM的层次模型 图。

很多人研究在CAN网络上的消息调度问题，由于CAN上层网络的不确定性， 这些研究基本上是通用的CAN消息调度问题。不适用于在OSEK COM作为CAN上 层的通讯系统中。

CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层，未定义应用层，没有规定CAN 帧的标识符的产生方式。如果我们使用CAN帧作为OSEK COM的底层通讯网络， 需要解决两个问题：1)OSEK COM层的IPDU在CAN网络上调度的问题。2)长度 大于8个字节的I-PDU的传送问题。本发明提出了一种CAN消息的动态调度方 法，与OSEK COM模块紧密的结合，组成了OSEK COM通讯系统，适用于汽车电 子领域的通讯行为。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出一种基于CAN网络的OSEK COM消息动态 调度方法。OSEK COM层的IPDU在CAN网络上能够动态调度，保证不会出现某个 节点饿死。

1.一种基于CAN网络的OSEK COM消息动态调度方法，在以CAN网络为基础 的OSEK COM通讯系统中，扩展CAN帧标识符高位的第二个域由IPDU ID组 成，在同一个ECU上，IPDU ID越小的数据单元，拥有越高的优先级；每个 ECU节点分配多个节点优先级，并在网络的运行过程中动态的调整各个ECU 的节点优先级，尽量的保证IPDU消息不被饿死，所述节点优先级根据网络的 实际情况在本节点允许的范围内动态进行调整，其动态调整的策略如下：

用户根据节点i的实际情况配置节点i的调整优先级时间为L ms，并配 置用户在L ms的时间内能够忍受的最大失败次数Mi次，在CAN总线上广播 消息，总线上的所有节点均同时收到这个消息，所有收到消息的本地节点按 照下面的协议更新节点优先级；每个节点有周期性的触发时间Li，在这个时 刻，节点i：

(1).检查在L ms时间内是否发送失败的次数超过了Mi，如果超过了， 返回步骤(2)；否则不做任何操作；

(2).节点i在它的节点优先级允许的范围内提高它的优先级，如果目前 i的节点优先级是x，在提高之后，如果节点i的当前优先级小于n则将节点 i的当前优先级设置为x，否则将节点i的当前优先级设置为x-n，返回步骤 (3)；

(3).广播一个特殊的标准CAN帧通知其它节点降低它们的节点优先级；

在节点i广播特殊标准CAN帧之后，所有的其它节点：

1).所有的其他节点在同时收到特殊的标准CAN帧；

2).其他节点全部减少他们的节点优先级；以j为例，如果目前j的节 点优先级是y，则调整之后，如果节点j的当前优先级大于n*(n-1)，则将节点j 的当前优先级设置为y，否则将节点j的当前优先级设置为y+n。

进一步的，所述节点优先级是扩展CAN帧的CAN ID的最高域，在CAN 网络上的每个ECU节点都允许拥有n个节点优先级，且互不相同，但在某一个 时刻，节点只允许有一个节点优先级。

更进一步的，所述(3)中特殊的标准CAN帧的CAN ID为节点编号，数 据长度为0。

进一步的，所述扩展CAN帧为29位的扩展帧格式，把CAN ID分为4个域， 在发送时，发送方把大于8个字节的消息切分成合适的CAN帧，把IPDU的分 片总数、本CAN帧数据在IPDU中的偏移作为CAN ID的其中两个组成部分，IPDU 的分片按照IPDU中的偏移的大小，按序发送至接收方，接收方接收到CAN帧之 后，按照IPDU的分片总数和IPDU中的偏移两个域把分段的CAN帧重新组装成 完整的IPDU消息。