基于系統(tǒng)工程的汽車電子CAN 通信協(xié)議設(shè)計

　　除了這些參數(shù)以外，完整的系統(tǒng)設(shè)計還需要以下信息：
　　●信號定義：類型、大小等；
　　●發(fā)送節(jié)點數(shù)據(jù)定義：收發(fā)的信號、TP和TS的定義；
　　●接收節(jié)點數(shù)據(jù)定義：收發(fā)的信號、TP、TS和maximum age的定義；
　　●拓撲結(jié)構(gòu)的定義：節(jié)點之間的互聯(lián)關(guān)系。

以上數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對通信過程的實時性進行分析，計算通信中的延遲。然后根據(jù)單調(diào)速率分析法(deadline monotonic analysis)，分配消息ID并設(shè)置周期。

　　根據(jù)系統(tǒng)獲取的時間要求，系統(tǒng)計算消息的延遲并驗證設(shè)計的協(xié)議是否滿足這些時間要求。如果不滿足時間要求，系統(tǒng)將自動調(diào)整消息ID和周期，直到滿足所有的時間要求。

　　本文用Mentor Graphics公司Volcano產(chǎn)品線的設(shè)計工具VNA進行了實驗。VNA是CAN/LIN協(xié)議的自動化設(shè)計工具，其核心思想就是采用了本文介紹的系統(tǒng)工程設(shè)計方法。其使用方法可以如圖5所示，用戶提供信號及節(jié)點定義、本文介紹的時間參數(shù)定義及項目管理定義，VNA將自動對CAN通信協(xié)議進行設(shè)計，輸出通信協(xié)議規(guī)范。

　　其中圖6是本次實驗的通信系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由三條CAN總線和兩條LIN總線組成，CAN協(xié)議采用的是29位。

　　輸入?yún)?shù)后，VNA自動生成通信協(xié)議，結(jié)果如圖7所示。消息EMSHSC_FrP00的ID為0x04c000d，周期為10ms，計算出的延遲時間為1.734ms。

　　結(jié)論

　　系統(tǒng)工程設(shè)計法，采用一套量化體系描述數(shù)據(jù)收發(fā)的完整過程。明確定義這些指標，并清晰描述了系統(tǒng)功能的時間性要求。正因為這樣，使得自動化設(shè)計協(xié)議成為可能。

　　根據(jù)這些量化指標，系統(tǒng)將自動計算消息的延遲時間，并自動調(diào)節(jié)消息的優(yōu)先級和周期，以控制消息的延遲時間，保證用戶提出的時間要求全部得到滿足，從而實現(xiàn)從設(shè)計角度控制消息延遲的目的。

　　自動化設(shè)計協(xié)議降低了協(xié)議設(shè)計的技術(shù)門檻，特別是對于中國的整車廠，沒有經(jīng)驗積累，這樣的工具必將助力國內(nèi)自主產(chǎn)品在總線上的研發(fā)。