理论教育 CAN调度与服务器CAN[36-38]的共享驱动调度器

CAN调度与服务器CAN[36-38]的共享驱动调度器

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过引入一个基于CAN运行的更高层协议,可以实现许多不同的调度。将CAN限制于一个周期性的通信模型,时序分析可以很容易地被应用和进行调度性检查。CAN的时间驱动调度策略存在几种选择。然而,通过控制CAN帧的标识符,所有这些解决方案减少了系统设计人员使用的可能的标识符的数量。服务器CAN[36-38]是针对CAN的一个共享驱动调度器。

CAN调度与服务器CAN[36-38]的共享驱动调度器

除了CAN帧仲裁机制之外,提出了一些CAN的帧调度策略。在一般情况下,这些调度策略可以分为三种:时间驱动、优先级驱动和共享驱动调度策略。

CAN提供物理信号、媒体接入控制(MAC)以及寻址功能(经由标识符)。它们是针对通信协议的开放系统互联(OSI)分层模型[23,24]的两个最底层。由于CAN提供的服务是相当基本的,它只能提供一种类型的帧调度[即固定优先级调度(FPS),就像13.2.3节中讨论的],所以在CAN的基础上已经开发了几种协议,它们在学术以及商业领域都有涵盖。

通过引入一个基于CAN运行的更高层协议,可以实现许多不同的调度。根据FPS的方法,原始的CAN适合于处理周期性实时通信。将CAN限制于一个周期性的通信模型,时序分析可以很容易地被应用和进行调度性检查。然而,由于FPS调度所固有的局限性,研究了适应性以允许其他的调度策略。作为原始CAN提供的固定优先级机制的替代,CAN已开发了一些更高层的协议来实施优先级驱动的动态优先级调度(DPS)策略[如最早截止优先原则(EDF)]、时间驱动调度策略以及共享驱动调度策略。

CAN的时间驱动调度策略存在几种选择。这些协议通常实施主/从机制,在时间驱动的模式中通过一个中央主节点来控制网络。CAN的时间驱动调度策略的一个案例是TT-CAN[25]。FTT-CAN[26,27]同样提供时间驱动调度策略以及时间驱动和优先级驱动调度策略相结合的选择。关于这些调度策略的更多信息,可以参考第6章内容。

通过控制CAN的在线帧标识符,并因此动态改变帧的优先级,人们已经提出几种方法来模仿EDF类的调度策略[28-31]。然而,通过控制CAN帧的标识符,所有这些解决方案减少了系统设计人员使用的可能的标识符的数量。但这可能会出问题,因为它与其他设计活动产生干扰,有时甚至与采用的标准和提出的建议相冲突[32,33]。(www.daowen.com)

CAN发送非实时帧的一种常见的方式是分配优先级低于所有实时帧的帧标识符。以这种方式,可以确保非实时帧在不超过持续一帧的传输时间内阻止实时帧的传输。然而,不明智的非实时帧标识符的分配可能会导致这些帧中出现一些承受无帧可传输状态。为了向非实时帧提供服务质量(QoS),人们已经提出了几种方法[34,35]。这些方法通过防止系统性处罚一些特定的帧的方式,动态地改变了帧标识符。

通过提供CAN共享驱动调度策略的选择,给予设计师更多的自由以用来设计分布式实时系统,其中的节点通过CAN互联。与时间驱动调度策略一样,共享驱动调度策略基于CAN的运行也采用主/从机制,并且根据共享驱动的调度策略来调度网络。服务器CAN[36-38]是针对CAN的一个共享驱动调度器。有关服务器CAN的更多细节,请参阅第6章内容。

对照本章内容,重点是以汽车上以CAN为基础的系统响应时间计算。因此,上面列出的大多数的调度策略应该仅仅被视作CAN调度程序领域的有关内容,而不是车载系统使用的调度策略类型。在本章其余部分中,我们关注优先级驱动的调度策略,它是最自然的调度策略方法,因为FPS是由CAN仲裁机制实施的策略。提出的一些分析是用来确定CAN帧的可调度性[22][4]。这种分析是基于CPU调度的标准FPS响应时间[39]

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