理论教育 调度模型-基于CAN系统帧响应时间的可预测模型

调度模型-基于CAN系统帧响应时间的可预测模型

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了解释单个帧传输的时序行为,使用了可预测的模型。在13.5节中,展示了如何使用帧响应时间来确定一个基于CAN系统的可调度性。本章中所使用的模型是基于帧优先级、帧周期、帧的最后时限以及帧的响应时间。当CAN总线发送帧时,总线处于繁忙状态,直到完成传输帧并不再发送帧时,总线方处于闲置状态。总线一旦变为空闲,CAN仲裁机制就会强制传输优先级最高的可用帧。若Ri≤Dii,那么该系统就是可调度的。

调度模型-基于CAN系统帧响应时间的可预测模型

大多数基于CAN的系统存在硬实时要求,CAN由于其向帧传输提供实时保证的固有属性,因而用于通信网络中。为了解释单个帧传输的时序行为,使用了可预测的模型。在13.5节中,展示了如何使用帧响应时间来确定一个基于CAN系统的可调度性。本章中所使用的模型是基于帧优先级、帧周期、帧的最后时限以及帧的响应时间。

采用CAN帧标识符,CAN的帧仲裁机制可提供无冲突的帧传输。在这里,帧的优先级由帧标识符来确定,数值较低的帧标识符反映了帧的较高优先级。CAN的帧标识符是固定的,帧的优先级也随之固定。因此,可用i同时表示某一帧的优先级和帧标识符。

CAN总线上的帧传输是非抢占式的。当CAN总线发送帧时,总线处于繁忙状态,直到完成传输帧并不再发送帧时,总线方处于闲置状态。只要总线一空闲,CAN帧的传输就可以启动。总线一旦变为空闲,CAN仲裁机制就会强制传输优先级最高的可用帧。

对于本章中介绍的分析内容,假定帧以一个周期性的方式产生,也就是产生任意相同帧之间的时间是固定量。因此,每个帧与帧周期Ti联系起来,Ti即同一个帧两次出现的时间之差。这种时间表示法也模拟了零星的帧到达——即不是周期性生成的帧,但是同一帧出现时刻之间却有一个已知的最小间隔时间。零星的帧简单地表示为最坏情况下的帧到达模式对应于周期性帧时间(Ti),它等于相应的零星帧的最小间隔时间。(www.daowen.com)

由于帧是由系统中节点上运行的软件所产生的,所以需要考虑一个用以应付排队和中断延迟的额外时间。事实上,在软件节点创建帧之间的时间以及帧在CAN通信适配器中的可用时间,被称为“排队抖动”。假定这个时间由Ji约束。

每帧i都具有相关的帧相对时限,用Di表示。帧相对时限指在该时限之前,帧必须已经完成传输,它是相对于该帧周期Ti开始时间来说的。

最后一点,该帧的最坏情况响应时间Ri是任意帧i完成帧传输、相对于该帧周期Ti开始时间所需的最长的时间。若RiDii,那么该系统就是可调度的。

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