理论教育 事件与时间触发在汽车嵌入式系统手册中的作用

事件与时间触发在汽车嵌入式系统手册中的作用

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:汽车系统中的通信主要有两种范式:事件触发和时间触发。事件触发意味着传输的信息发出重要事件发生的信号。事件触发通信在带宽利用率方面非常有效,因为只有必要的信息被传递。然而,事件触发对是否满足时间约束的验证并不明显,并且节点故障检测也不确定。比较了事件触发和时间触发方法;读者可以参阅文献[1,28,29],以获得好的开端。

事件与时间触发在汽车嵌入式系统手册中的作用

车载嵌入式系统的设计步骤的主要目标之一是确保有预定义的安全级别的车辆功能在正常运行模式下正确执行,但也可以是在某些零件失效时(例如,ECU的重新启动)或在车辆环境产生扰动时[例如,电磁干扰(EMI)造成图像被损坏]。因为最重要的功能现在是分散的,并且需要通信,所以网络在维护嵌入式系统处于“安全”状态中扮演一个核心角色。因此,不同的通信系统必须对这一目标进行分析;尤其是在总线上传输的信息必须满足它们的实时约束,这些约束主要包括有限的响应时间和有限的抖动。

汽车系统中的通信主要有两种范式:事件触发和时间触发。事件触发意味着传输的信息发出重要事件发生的信号(例如,一扇车门已经关闭)。在这种情况下,该系统拥有尽可能快地考虑任何如报警这样异步事件的能力。通信协议必须定义一个策略,来允许访问总线以避免冲突;例如,用于CAN(4.2.1.1节)的策略是优先分配到每1帧,并允许最高优先级帧访问总线。事件触发通信在带宽利用率方面非常有效,因为只有必要的信息被传递。此外,这种无须重新设计现有节点的系统的演化,在增量设计是惯例的汽车工业中非常重要。然而,事件触发对是否满足时间约束的验证并不明显,并且节点故障检测也不确定。

当通信是时间触发(TT)时,帧在预定的时间点被传输,这非常适合定期的信息传输,因为这在分布式控制回路中是必需的。预计在一个通常被称为一个槽的预定时间间隔上传输每1帧信号,并且进度表无限期地重复。这种媒介访问策略被称为时分多址(TDMA)。当信号帧调度被静态定义时,其时序行为是完全可以预测的;因此很容易检查是否满足数据交换上表达的时序约束。TTPs另一个有趣的性质是失踪信息立即被确定;在短且有限的时间内,这可以检测节点,推测没有再运作。TTPs的第一个缺点是效率低下,它表现在传输非周期性信息(即不定期地发送消息)时网络利用率和响应时间上。TTPs的第二个缺点是缺乏灵活性,即使它可以定义不同的进度表(对应于使用的不同功能模式),并在运行时从一种模式切换到另一种模式。最后一个缺点,就是在网络上意外增加的新传输节点导致了信息调度表的变化,因此必须更新所有其他节点。TTP/C[23]是一个纯粹的TT网络,但也有网络,如时间触发的CAN(TTCAN)网络[27]、灵活的时间触发CAN(FTT-CAN)网络[28]和FlexRay网络,这些网络可以支持时间触发和事件触发传输的组合。这种能够传递两种通信类型的能力很适用于汽车背景,因为控制回路以及报警、事件的数据必须传输。(www.daowen.com)

比较了事件触发和时间触发方法;读者可以参阅文献[1,28,29],以获得好的开端。

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