理论教育 研发的关键影响因素-汽车嵌入式系统手册

研发的关键影响因素-汽车嵌入式系统手册

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于FlexRay的混合特性,它提供了一个不同配置的选项范围,有只使用动态部分的CAN似的配置,以及只是用静态部分的TTP似的配置,还有两者之间的所有变化。除了FlexRay以外,还存在其他事件驱动和时间驱动组合的通信范例,它们提供相似的特性,但对时间触发或事件触发范例关注的重点不同。

研发的关键影响因素-汽车嵌入式系统手册

FlexRay——由于其混合字符——结合了时间驱动和事件驱动的交互模式,前者采用(预定)周期性交互,后者则采用(未定义)零星交互。同其他域的嵌入式系统一样,由于资源使用效率的冲突目标(例如,未使用的静态保留处理/通信槽)和功能的可靠性(未定义的过程执行/信息传输延迟),无论是事件驱动还是时间驱动,它们在汽车系统的建立中都有各自的要点。

在描述控制流程的功能时,自然存在按时间驱动或者按事件驱动的任务。例如,在发动机管理的点火控制中有每个域的子任务。点火时间的控制取决于发动机曲轴的位置,而发动机的曲轴位置由表征飞轮零位的(零星)事件来定义;喷油量的计算取决于当前加速踏板的位置所要求的量,它由表征要求有效性的最大(周期)时间决定。

类似地,在考虑通信时,信息寻址设置、维护和系统诊断具有零星、事件驱动的性质,而信息寻址连续物理过程控制具有周期性的、时间驱动的性质。

与处理任务的调度相反,由于包括不同运行模式通信网络的可用带宽与许可的延迟和全局分布信号周期的原因,因而在许多情况下,总线使用效率在调度通信任务中变得不如传输的可靠性来得重要。

其他两个相互冲突的、受时间驱动和事件驱动的选择影响的系统开发目标是系统设计的“灵活性”和“安全”。为了确保系统的安全方面,必须建立对系统性能的保证(例如,激活碰撞传感器安全气囊点火之间的最大延迟)。通过由组件提供的强有力的(即确定性和静态)保证,将极大地促进整个系统的可预见性(例如,确定性和静态处理和通信延迟)。像航空电子设备这样的注重安全性多于灵活性的域明显推荐了进程和相互作用的静态确定性调度。另一方面,为了确保系统架构的灵活性,系统中的局部变化必须是有可能的(例如,使用有不同互动模式的一个组件的变体)。通过其组件做出的自由(即不确定性和灵活)假设,极大地促进了整个系统的可变性(例如,信息交换的定时)。(www.daowen.com)

然而,经验表明没有通过约束性设计建设确保的安全性能往往不能通过检验来建立,尤其是在考虑汽车域中典型控制单元较多的变异体的时候。为了支持“可靠”系统的“模块化”开发进程,对组件接口的精确描述是必不可少的。因此,架构导向的方法(例如,AUTOSAR标准)明确谈到描述捕捉交换信号(时间的)特性接口的重要性。

将信号分配到段(即静态/动态)取决于信号的功能特点。与控制过程有关的信号一般有一个最大的有效性,它提示有一个静态调度表:信号的频率取决于其变化的特性(例如,发动机的转速需要一个高于车门锁状态的更新频率)。与控制过程无关的信号(例如,诊断信息的读出、设置参数的改变)一般是动态段的选择对象。

由于FlexRay的混合特性,它提供了一个不同配置的选项范围,有只使用动态部分的CAN似的配置,以及只是用静态部分的TTP似的配置,还有两者之间的所有变化。因此它可以自然地仅当做例如一个基于CAN的通信替代品。最重要的是,由于它的灵活性,它也可以用于从事件驱动到时间驱动系统架构的平滑迁移过程中。

除了FlexRay以外,还存在其他事件驱动和时间驱动组合的通信范例(例如,与CAN相仿的TTP,或TTCAN),它们提供相似的特性,但对时间触发或事件触发范例关注的重点不同。

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