實時傳輸網絡FlexRay原理與范例

目 錄
第1章 概述\t1
1．1 實時系統中的問題\t2
1．1．1 信息技術系統\t2
1．1．2 實時系統及其分類\t2
1．1．3 分布式實時系統的復雜性\t4
1．1．4 “時間觸發(fā)”和“事件觸發(fā)”互動范式\t5
1．1．5 數字總線系統\t6
1．2 現有嵌入式系統多路傳輸網絡的局限性\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協議\t11
1．3 線控系統的興起\t15
1．3．1 X-by-Wire\t15
1．3．2 高級應用需求\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聯盟的成立\t20
1．4．2 FlexRay的目標\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
習題\t34
第2章 全局時間同步\t35
2．1 時間與時間標準\t35
2．1．1 順序及其分類\t36
2．1．2 時間標準\t37
2．2 時鐘\t39
2．2．1 數字物理時鐘\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 時鐘精密度與準確度\t42
2．2．6 實際應用中的時鐘微節(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 時間網關\t61
習題\t61
第3章 實時系統調度\t63
3．1 實時調度問題\t63
3．1．1 任務模型\t64
3．1．2 時間約束\t65
3．1．3 調度算法的分類\t66
3．1．4 可調度性分析\t70
3．2 最壞情況執(zhí)行時間\t76
3．2．1 任務的分類\t77
3．2．2 任務的最壞情況執(zhí)行時間\t78
3．3 靜態(tài)調度\t82
3．3．1 時間在靜態(tài)調度中的作用\t83
3．3．2 搜索樹在靜態(tài)調度中的應用\t83
3．3．3 靜態(tài)調度表靈活性的增強方法\t84
3．4 動態(tài)調度\t86
3．4．1 獨立任務的調度\t86
3．4．2 非獨立任務的調度\t89
3．5 其他可供選擇的調度策略\t94
3．5．1 分布式系統的調度\t94
3．5．2 反饋調度\t95
習題\t95
第4章 FlexRay協議\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據幀的封裝和編碼\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 網絡空閑時間\t123
習題\t124
第5章 FlexRay協議的媒體訪問控制\t125
5．1 分布式系統中的通信調度\t126
5．1．1 分布式系統中的任務分配問題\t126
5．1．2 通信調度\t126
5．1．3 時鐘驅動通信法\t127
5．1．4 基于固定優(yōu)先級的通信法\t130
5．2 FlexRay中的通信調度\t131
5．2．1 優(yōu)先級分配策略\t132
5．2．2 調度問題的分類\t133
5．2．3 調度算法\t134
5．3 任務的定義\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協議在媒體訪問方面的相似性\t145
5．5．4 關于雙通道應用的補充說明\t146
5．6 應用實例\t147
5．6．1 寶馬X5中的自適應驅動系統\t148
5．6．2 FlexRay系統的參數\t149
5．6．3 已實施的選擇\t150
5．6．4 本地參數和網絡參數小結\t153
習題\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 與信號傳播有關的影響\t163
6．3 拓撲結構及其對網絡性能的影響\t165
6．3．1 拓撲結構的應用理念\t165
6．3．2 網絡拓撲結構參數\t165
6．3．3 信號完整性\t166
6．3．4 單通道和雙通道型結構的特點\t167
6．4 FlexRay的拓撲結構\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 拓撲結構應用實例\t174
6．5 FlexRay信號的接收\t177
6．5．1 不對稱效應\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小結\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之間的關系\t189
6．8 網絡性能的建模與仿真\t193
6．8．1 網絡元素的建模\t193
6．8．2 仿真\t196
習題\t198
第7章 FlexRay時間同步\t200
7．1 全局時間概念在FlexRay中的應用\t200
7．1．1 網絡啟動階段\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型網絡中的同步\t206
7．2．1 問題的提出\t206
7．2．2 網絡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 確保網絡節(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 修正值的應用和實現\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、何時及如何應用修正\t220
7．4．4 時間層級的補充說明\t223
習題\t224
第8章 網絡喚醒、啟動和錯誤管理\t226
8．1 網絡喚醒\t226
8．1．1 節(jié)點喚醒過程\t226
8．1．2 喚醒模式\t227
8．2 網絡啟動\t228
8．2．1 常規(guī)網絡啟動\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 協議的狀態(tài)轉換\t235
8．3．4 通道和通信幀上的錯誤\t236
習題\t236
第9章 典型節(jié)點結構與網絡電子組件\t238
9．1 FlexRay節(jié)點結構\t238
9．1．1 節(jié)點的主要組成部分\t238
9．1．2 處理器和協議管理器的架構\t240
9．2 網絡的電子組件\t242
9．2．1 FlexRay協議管理器\t243
9．2．2 線路驅動器\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 測試的嚴酷度要求\t258
9．4．2 靜電放電測試設備\t258
9．4．3 靜電放電抗擾性測試設備的主要性能要求\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
習題\t263
第10章 FlexRay系統的開發(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 網絡設計工具\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 通信網絡錯誤仿真工具\t275
10．2．6 ECU內部參數標定和測量工具\t276
10．3 CANoe的FlexRay協議特征\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\t281
10．4．1 AUTOSAR聯盟\t282
10．4．2 AUTOSAR系統中的功能分析、虛擬功能總線\t282
10．4．3 虛擬到現實的轉變\t284
10．4．4 AUTOSAR的FlexRay通信棧\t285
習題\t287
附錄A　FlexRay協議官方文件\t288
附錄B　FlexRay協議主要參數\t290
附錄C　CAN和FlexRay的差異\t298
附錄D　縮寫語\t301
參考文獻\t304