CAN总线开端是由德国BOSCH公司于20世纪80年代初提出的，其时首要运用于轿车电气通讯，它将轿车上各种信号的接线只用两根简练的电缆线替代，而各种电子设备经过CAN操控器挂到这两根电缆上，设备之间进行数据通讯和数据同享，然后大大减少了轿车上的线束。CAN总线结构共同，功用牢靠，现在被公认为是最有出路的现场操控总线之一。
1、依据CAN总线的轿车电子操控网络中潜在问题
从信息同享视点剖析，现代典型的轿车电子操控单元有：电控燃油喷发体系、电控传动体系、防抱死制动体系(ABS)、防滑操控体系(ASR)、巡航体系、空调操控体系等，用CAN总线将各个单元节点连接起来，组成实时通讯网络。
轿车CAN总线网络在实践运转过程中，很多节点之间需求进行很多的实时数据交流，不可避免会呈现总线负荷过大的状况。当信息帧的磕碰概率到达必定程度时，体系中一部分信息帧的收发就会发生延时，乃至底子不能收发成功。这样，当驾驶员刹车时，即便时延只要几个毫秒，但时速100公里的轿车也可能在这期间内全速驶出3～4米，结果将无法想象。
为了处理上述问题，本文提出了一种结合TTCAN(Time Triggered Controller Area Network)技能和动态提升机制[4]各自所长的“动态结合”的调度算法。该算法有用处理了数据的发送时延和抵触问题，改进了CAN总线数据传输的实时性。
2、依据TTCAN技能的时刻触发调度方法
TTCAN由时刻进程驱动，其时刻触发调度由次序固定的时刻窗组成。时刻窗是用于交流报文的时刻片断，一般有三类时刻窗：专用时刻窗(特定的周期性报文)、裁定时刻窗(经过裁定拜访总线的报文)和闲暇时刻窗(为总线扩展所保存)，如图1所示。专用时刻窗类似于TDMA(时分多路拜访)，归于离线进行的静态调度，一切流程和时刻参数均需求预先指定，并能够在多级或多个TTCAN网络内完成同步。TTCAN的大局时刻由时刻主机周期发送的参阅报文发生，它的总线最多能够装备8个具有优先级的时刻主机节点，以保证总线的接连、确定性通讯，优先级最高的时刻主机为当时时刻主机。
图1 TTCAN的根本周期和时刻窗
在节点编程时，能够运用处理器的定时器中止周期作为NTU(Network Time Unit)，其值界说为在CAN总线上以1Mbps的速率传输1帧8字节数据帧所需时刻的八分之一，约为16.75μs。对周期中止次数进行计数，总线的调度从主节点发送参阅报文开端，当计数器值与节点设定值相符时，则发送周期报文。传输数据帧时的时刻窗运用率能够界说为：时刻窗运用率=(传输数据帧所需的NTU数/时刻窗长度)×100%。在实践测验中能够发现，其时刻窗小、调度周期数大时，误码率较大;其时刻窗增大即时刻窗运用率较低时，误码率根本维持在很低的水平。
3、依据动态优先级调度算法的事情触发调度方法
裁定窗发送事情触发报文，假如选用传统的静态优先级分配机制，将会在网络担负深重的状况下呈现发送传输时延或许丢掉报文。而动态优先级调度算法则能很好地处理这一问题。以下是该算法的根本原理。
首要，将CAN的裁定域(以扩展帧格局为例)分红优先级和标识两部分，如图2所示。标识部分是固定用来标识协议帧的，这也是协议帧的专一标识，与传统协议帧标识符的含义完全相同;优先级部分现已不再具有协议帧的标识功用，而仅仅表明协议帧的优先级功用，所以它能够依据总线调度机制分配给协议帧的优先级的改变而改变。
图2 CAN扩展帧格局的裁定域的区分
其次，当协议帧第一次发送、且当它在发送时和其他协议帧磕碰并失掉裁定时，即退出发送，并置优先级上升一位后，再从头发送。由于这时其优先级高于其他协议帧，在整个网络中假如没有其他与之具有相同优先级的协议帧一起发送，即便和其他的协议帧(处于第一次发送的)磕碰，也会赢得裁定，所以发送成功的概率很大。
完成动态优先级提升的算法很简单，其软件流程图如图3所示。
图3 动态优先级调度算法的程序流程图
4、调度算法在轿车电子操控网络中的运用
作者规划了防抱死体系(ABS)、电子助力转向体系(EPS)以及车身操控体系(兼做低速CAN总线与高速CAN总线之间的网桥)作为CAN总线轿车电子操控网络节点，上位PC机节点选用IXXAT公司的CANlink模块(CAN-RS232转换器)与总线相连，并运用该公司的CAN BUS Tester(CAN总线测验仪)模块以及CanAnalyser(CAN总线剖析开发)软件进行了CAN网络的规划和开发。选用本文介绍的调度算法，运用层部分选用的是现在盛行的J1939协议。
4.1 轿车电子操控网络硬件规划
防死抱体系、电子助力转向体系及车身操控体系的处理器均选用了飞思卡尔公司的MC9S12DP256芯片，该芯片是一款低成本、高功用的16位HCS12系列微处理器，内置有msCAN操控器，十分合适作为轿车电子操控单元的核心部件; CAN总线收发器选用的是MC33989(高速总线)芯片和MC33388芯片(低速总线);车身操控体系中的LIN总线收发器和电机驱动选用的都是MC33399芯片;车灯及其他负载的驱动选用的是MC33888芯片。网络全体框图如图4所示。
图4 轿车电子操控网络的全体框图
4.2 轿车电子操控网络软件规划
运用CodeWarrior集成开发环境IDE(Integrated Development Environment)，经过布景调试方法BDM(Background Debug Mode)，下载操控程序和修正相关参数，在不搅扰方针程序运转的状况下，实时监测各寄存器和存储器，完成了操控程序的板上在线调试，然后提高了集成体系的开发功率和实验的方便性，缩短了实验周期。
体系所需软件模块首要由体系初始化模块、发动自检模块、主操控模块、数据收集模块、数据处理模块、参阅车速核算模块、操控决议计划和执行机构动作模块、故障诊断模块、总线通讯模块等几大部分组成。各模块由主操控模块按使命管理机制实时进行一致调度，分配运转时刻，进行数据和信号的交流。
