實時傳輸網(wǎng)絡(luò)FlexRay原理與范例

目 錄
第1章 概述\t1
1．1 實時系統(tǒng)中的問題\t2
1．1．1 信息技術(shù)系統(tǒng)\t2
1．1．2 實時系統(tǒng)及其分類\t2
1．1．3 分布式實時系統(tǒng)的復(fù)雜性\t4
1．1．4 “時間觸發(fā)”和“事件觸發(fā)”互動范式\t5
1．1．5 數(shù)字總線系統(tǒng)\t6
1．2 現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)多路傳輸網(wǎng)絡(luò)的局限性\t7
1．2．1 CAN的發(fā)展歷程\t7
1．2．2 CAN的局限性\t8
1．2．3 CAN在概率特征和確定性方面的解決方案\t9
1．2．4 TTCAN協(xié)議\t11
1．3 線控系統(tǒng)的興起\t15
1．3．1 X-by-Wire\t15
1．3．2 高級應(yīng)用需求\t16
1．3．3 高級功能需求\t18
1．4 FlexRay的起源及發(fā)展歷史\t20
1．4．1 FlexRay聯(lián)盟的成立\t20
1．4．2 FlexRay的目標(biāo)\t22
1．4．3 FlexRay的發(fā)展歷史\t25
1．5 FlexRay操作梗概及特點\t26
1．5．1 FlexRay協(xié)議的基本操作原理\t26
1．5．2 FlexRay通信的層次和整體形式\t28
1．5．3 FlexRay的主要特點\t31
1．6 FlexRay的應(yīng)用前景分析與展望\t31
1．6．1 FlexRay與ISO\t32
1．6．2 FlexRay的用途\t32
1．6．3 其他行業(yè)中的FlexRay\t33
習(xí)題\t34
第2章 全局時間同步\t35
2．1 時間與時間標(biāo)準(zhǔn)\t35
2．1．1 順序及其分類\t36
2．1．2 時間標(biāo)準(zhǔn)\t37
2．2 時鐘\t39
2．2．1 數(shù)字物理時鐘\t39
2．2．2 參考時鐘\t41
2．2．3 時鐘漂移\t41
2．2．4 時鐘的失效模式\t42
2．2．5 時鐘精密度與準(zhǔn)確度\t42
2．2．6 實際應(yīng)用中的時鐘微節(jié)拍\t43
2．3 全局時間及其測量\t44
2．3．1 全局時間的概念\t45
2．3．2 時間間隔測量\t47
2．3．3 π/Δ-領(lǐng)先\t47
2．3．4 時間測量的基本限制\t48
2．4 密集時基與稀疏時基\t49
2．4．1 密集時基\t49
2．4．2 稀疏時基\t50
2．4．3 時空點陣\t51
2．4．4 時間的循環(huán)表示形式\t51
2．5 內(nèi)部時鐘同步\t52
2．5．1 同步條件\t52
2．5．2 中央主節(jié)點同步算法\t54
2．5．3 分布式容錯同步算法\t55
2．5．4 狀態(tài)修正與速率修正\t59
2．6 外部時鐘同步\t59
2．6．1 運行原理\t59
2．6．2 時間格式\t60
2．6．3 時間網(wǎng)關(guān)\t61
習(xí)題\t61
第3章 實時系統(tǒng)調(diào)度\t63
3．1 實時調(diào)度問題\t63
3．1．1 任務(wù)模型\t64
3．1．2 時間約束\t65
3．1．3 調(diào)度算法的分類\t66
3．1．4 可調(diào)度性分析\t70
3．2 最壞情況執(zhí)行時間\t76
3．2．1 任務(wù)的分類\t77
3．2．2 任務(wù)的最壞情況執(zhí)行時間\t78
3．3 靜態(tài)調(diào)度\t82
3．3．1 時間在靜態(tài)調(diào)度中的作用\t83
3．3．2 搜索樹在靜態(tài)調(diào)度中的應(yīng)用\t83
3．3．3 靜態(tài)調(diào)度表靈活性的增強方法\t84
3．4 動態(tài)調(diào)度\t86
3．4．1 獨立任務(wù)的調(diào)度\t86
3．4．2 非獨立任務(wù)的調(diào)度\t89
3．5 其他可供選擇的調(diào)度策略\t94
3．5．1 分布式系統(tǒng)的調(diào)度\t94
3．5．2 反饋調(diào)度\t95
習(xí)題\t95
第4章 FlexRay協(xié)議\t97
4．1 通道與循環(huán)\t97
4．1．1 通信通道\t97
4．1．2 通信循環(huán)\t98
4．2 段與時隙\t99
4．2．1 采用靜態(tài)段和動態(tài)段的理念\t100
4．2．2 時隙和微時隙\t100
4．2．3 靜態(tài)段與時隙\t104
4．2．4 動態(tài)段與微時隙\t105
4．3 通信幀\t107
4．3．1 通信幀格式\t108
4．3．2 在時隙和微時隙中邏輯數(shù)據(jù)幀的封裝和編碼\t111
4．3．3 幀在靜態(tài)段和動態(tài)段的傳輸\t113
4．4 符號窗\t122
4．5 網(wǎng)絡(luò)空閑時間\t123
習(xí)題\t124
第5章 FlexRay協(xié)議的媒體訪問控制\t125
5．1 分布式系統(tǒng)中的通信調(diào)度\t126
5．1．1 分布式系統(tǒng)中的任務(wù)分配問題\t126
5．1．2 通信調(diào)度\t126
5．1．3 時鐘驅(qū)動通信法\t127
5．1．4 基于固定優(yōu)先級的通信法\t130
5．2 FlexRay中的通信調(diào)度\t131
5．2．1 優(yōu)先級分配策略\t132
5．2．2 調(diào)度問題的分類\t133
5．2．3 調(diào)度算法\t134
5．3 任務(wù)的定義\t135
5．4 通信循環(huán)的執(zhí)行\(zhòng)t138
5．4．1 幀ID的含義\t138
5．4．2 仲裁網(wǎng)格層\t139
5．5 傳輸和媒體訪問條件\t141
5．5．1 靜態(tài)段期間的傳輸和媒體訪問條件\t141
5．5．2 動態(tài)段期間的傳輸和媒體訪問條件\t141
5．5．3 動態(tài)段和CAN協(xié)議在媒體訪問方面的相似性\t145
5．5．4 關(guān)于雙通道應(yīng)用的補充說明\t146
5．6 應(yīng)用實例\t147
5．6．1 寶馬X5中的自適應(yīng)驅(qū)動系統(tǒng)\t148
5．6．2 FlexRay系統(tǒng)的參數(shù)\t149
5．6．3 已實施的選擇\t150
5．6．4 本地參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)小結(jié)\t153
習(xí)題\t154
第6章 FlexRay物理層\t155
6．1 FlexRay信號的創(chuàng)建和發(fā)送\t155
6．1．1 信號的創(chuàng)建\t156
6．1．2 線路驅(qū)動器及其發(fā)送輸出電路\t158
6．2 媒體與FlexRay信號傳輸\t161
6．2．1 媒體\t161
6．2．2 信號傳播\t162
6．2．3 與信號傳播有關(guān)的影響\t163
6．3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其對網(wǎng)絡(luò)性能的影響\t165
6．3．1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用理念\t165
6．3．2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)\t165
6．3．3 信號完整性\t166
6．3．4 單通道和雙通道型結(jié)構(gòu)的特點\t167
6．4 FlexRay的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)\t169
6．4．1 點對點連接\t169
6．4．2 無源線性總線連接\t169
6．4．3 帶支線無源線性總線連接\t170
6．4．4 無源星連接\t171
6．4．5 有源星連接\t172
6．4．6 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用實例\t174
6．5 FlexRay信號的接收\t177
6．5．1 不對稱效應(yīng)\t177
6．5．2 在幀發(fā)送和幀接收開始時的特殊影響\t179
6．5．3 完整發(fā)送接收鏈的截短效應(yīng)小結(jié)\t180
6．6 通信控制器對收到信號的處理\t182
6．6．1 二進制流的采集\t183
6．6．2 干擾或噪聲的抑制\t183
6．6．3 二進制匹配\t184
6．7 誤碼率\t184
6．7．1 眼圖\t184
6．7．2 信號完整性、眼圖和BER之間的關(guān)系\t189
6．8 網(wǎng)絡(luò)性能的建模與仿真\t193
6．8．1 網(wǎng)絡(luò)元素的建模\t193
6．8．2 仿真\t196
習(xí)題\t198
第7章 FlexRay時間同步\t200
7．1 全局時間概念在FlexRay中的應(yīng)用\t200
7．1．1 網(wǎng)絡(luò)啟動階段\t201
7．1．2 位時間\t202
7．1．3 FlexRay的時間層次\t203
7．1．4 全局時間與本地時間\t206
7．2 FlexRay-TDMA型網(wǎng)絡(luò)中的同步\t206
7．2．1 問題的提出\t206
7．2．2 網(wǎng)絡(luò)時間同步方面的要求\t208
7．3 節(jié)點間同步問題的解決方案\t210
7．3．1 確保網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時間同步的方法\t210
7．3．2 時間偏差測量\t212
7．3．3 持續(xù)時間測量\t214
7．3．4 “多合一”測量\t215
7．3．5 偏差和速率修正值計算\t216
7．4 修正值的應(yīng)用和實現(xiàn)\t219
7．4．1 偏差與偏差修正\t219
7．4．2 速率與速率修正\t220
7．4．3 何處、何時及如何應(yīng)用修正\t220
7．4．4 時間層級的補充說明\t223
習(xí)題\t224
第8章 網(wǎng)絡(luò)喚醒、啟動和錯誤管理\t226
8．1 網(wǎng)絡(luò)喚醒\t226
8．1．1 節(jié)點喚醒過程\t226
8．1．2 喚醒模式\t227
8．2 網(wǎng)絡(luò)啟動\t228
8．2．1 常規(guī)網(wǎng)絡(luò)啟動\t228
8．2．2 TT-E和TT-L同步模式\t232
8．3 錯誤管理\t234
8．3．1 錯誤管理的理念\t234
8．3．2 降級模式\t234
8．3．3 協(xié)議的狀態(tài)轉(zhuǎn)換\t235
8．3．4 通道和通信幀上的錯誤\t236
習(xí)題\t236
第9章 典型節(jié)點結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)電子組件\t238
9．1 FlexRay節(jié)點結(jié)構(gòu)\t238
9．1．1 節(jié)點的主要組成部分\t238
9．1．2 處理器和協(xié)議管理器的架構(gòu)\t240
9．2 網(wǎng)絡(luò)的電子組件\t242
9．2．1 FlexRay協(xié)議管理器\t243
9．2．2 線路驅(qū)動器\t246
9．2．3 有源星\t251
9．3 電磁兼容性及其測量\t255
9．3．1 電纜端接\t256
9．3．2 端接方法比較\t257
9．4 靜電放電保護\t258
9．4．1 測試的嚴(yán)酷度要求\t258
9．4．2 靜電放電測試設(shè)備\t258
9．4．3 靜電放電抗擾性測試設(shè)備的主要性能要求\t259
9．4．4 測試方法\t259
9．5 一致性測試\t260
9．6 總線監(jiān)控器\t261
9．6．1 初級集中式總線監(jiān)控器規(guī)范\t261
9．6．2 初級節(jié)點總線監(jiān)控器規(guī)范\t262
習(xí)題\t263
第10章 FlexRay系統(tǒng)的開發(fā)、集成、分析和測試\t264
10．1 V模式開發(fā)流程\t264
10．1．1 V模式\t264
10．1．2 汽車行業(yè)V模式開發(fā)流程\t265
10．1．3 車載總線系統(tǒng)開發(fā)流程的分級\t267
10．2 FlexRay總線仿真與測試工具\t268
10．2．1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工具\t269
10．2．2 仿真驗證工具\t272
10．2．3 通信分析工具\t274
10．2．4 測試與診斷工具\t275
10．2．5 通信網(wǎng)絡(luò)錯誤仿真工具\t275
10．2．6 ECU內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定和測量工具\t276
10．3 CANoe的FlexRay協(xié)議特征\t277
10．3．1 仿真平臺的時間同步\t277
10．3．2 其他語言程序的應(yīng)用\t279
10．3．3 CANoe中的實時\t280
10．4 FlexRay通信在汽車邏輯控制器中的實現(xiàn)\t281
10．4．1 AUTOSAR聯(lián)盟\t282
10．4．2 AUTOSAR系統(tǒng)中的功能分析、虛擬功能總線\t282
10．4．3 虛擬到現(xiàn)實的轉(zhuǎn)變\t284
10．4．4 AUTOSAR的FlexRay通信棧\t285
習(xí)題\t287
附錄A　FlexRay協(xié)議官方文件\t288
附錄B　FlexRay協(xié)議主要參數(shù)\t290
附錄C　CAN和FlexRay的差異\t298
附錄D　縮寫語\t301
參考文獻\t304