車載通信中CAN總線協(xié)議和FlexRay協(xié)議的對比研究

汽車工業(yè)中先進技術(shù)的發(fā)展，使得現(xiàn)代汽車上電子控制單元（ECU）的數(shù)量不斷增加。這些ECU能夠?qū)ζ囘\行狀態(tài)進行感知，并對汽車執(zhí)行機構(gòu)進行控制。為了實現(xiàn)大量ECU之間的可靠通信，提出了多種通信協(xié)議，如控制器區(qū)域網(wǎng)絡（CAN）總線協(xié)議、局域互聯(lián)網(wǎng)絡（LIN）協(xié)議、媒體導向系統(tǒng)傳輸（MOST）協(xié)議和FlexRay協(xié)議。目前，應用最為廣泛的通信協(xié)議包括CAN總線協(xié)議和FlexRay協(xié)議。對這兩種通信協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸延遲和傳輸可靠性進行分析，有利于在車載通信網(wǎng)絡的設計中確定能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)通信的協(xié)議類型。

通過試驗對CAN總線協(xié)議和FlexRay協(xié)議進行對比研究。由于目前對車載通信安全性的要求不斷提高，因而在試驗中需要對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。通過分析多種加密算法的特征，確定采用異或加密（XOR加密）算法對試驗中待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。試驗在HSC12單片機上進行，該單片機上集成4個不同的傳感器，分別記為1、2、3和4，優(yōu)先級依次降低，即傳感器1和傳感器2同時請求數(shù)據(jù)傳輸時，車載通信網(wǎng)絡優(yōu)先傳遞傳感器1請求的數(shù)據(jù)。試驗時，分別進行CAN總線協(xié)議和FlexRay協(xié)議下的加密數(shù)據(jù)傳輸，傳感器發(fā)出請求協(xié)議的順序為1、2、3、4、1、1、1，分別記錄不同協(xié)議下加密數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和準確度，并進行對比。此外，將4個傳感器設定為相同的優(yōu)先級進行重復試驗。試驗結(jié)果顯示，從工程的角度分析，不存在最優(yōu)的通信協(xié)議。但對于硬實時系統(tǒng)而言，CAN總線協(xié)議具有較短的傳輸延遲和較高的傳輸可靠性。而在進行確定性數(shù)據(jù)傳輸，如對無優(yōu)先級的信息進行傳輸時，采用FlexRay協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)較短的傳輸延遲和較高的傳輸可靠性。

Azeem Hafeez et al.SAE 2017-01-0017.

編譯：王祥