基于系統工程的汽車電子CAN 通信協議設計

　　除了這些參數以外，完整的系統設計還需要以下信息：
　　●信號定義：類型、大小等；
　　●發送節點數據定義：收發的信號、TP和TS的定義；
　　●接收節點數據定義：收發的信號、TP、TS和maximum age的定義；
　　●拓撲結構的定義：節點之間的互聯關系。

以上數據為基礎，對通信過程的實時性進行分析，計算通信中的延遲。然后根據單調速率分析法(deadline monotonic analysis)，分配消息ID并設置周期。

　　根據系統獲取的時間要求，系統計算消息的延遲并驗證設計的協議是否滿足這些時間要求。如果不滿足時間要求，系統將自動調整消息ID和周期，直到滿足所有的時間要求。

　　本文用Mentor Graphics公司Volcano產品線的設計工具VNA進行了實驗。VNA是CAN/LIN協議的自動化設計工具，其核心思想就是采用了本文介紹的系統工程設計方法。其使用方法可以如圖5所示，用戶提供信號及節點定義、本文介紹的時間參數定義及項目管理定義，VNA將自動對CAN通信協議進行設計，輸出通信協議規范。

　　其中圖6是本次實驗的通信系統拓撲結構，系統由三條CAN總線和兩條LIN總線組成，CAN協議采用的是29位。

　　輸入參數后，VNA自動生成通信協議，結果如圖7所示。消息EMSHSC_FrP00的ID為0x04c000d，周期為10ms，計算出的延遲時間為1.734ms。

　　結論

　　系統工程設計法，采用一套量化體系描述數據收發的完整過程。明確定義這些指標，并清晰描述了系統功能的時間性要求。正因為這樣，使得自動化設計協議成為可能。

　　根據這些量化指標，系統將自動計算消息的延遲時間，并自動調節消息的優先級和周期，以控制消息的延遲時間，保證用戶提出的時間要求全部得到滿足，從而實現從設計角度控制消息延遲的目的。

　　自動化設計協議降低了協議設計的技術門檻，特別是對于中國的整車廠，沒有經驗積累，這樣的工具必將助力國內自主產品在總線上的研發。