1. 研究目的与意义
精确的同步是整个汽车 网络系统正常工作的基础,也是应用层逻辑时钟同步的保障;如果位同步不正确,通信节点可能会采样到错误的位值,造成通信发生错误、中断,甚至是整个网络通信系统的瘫痪。
因此,研究车载网络时钟同步问题,建立一个精度高、可靠性强的时钟同步机制具有重要的意义。
本文针对汽车can 网络系统越来越高的时钟同步要求,本课题对应用层时钟同步机制和物理层同步进行了研究和设计,从而得到更高的同步精确度和准确度。
2. 国内外研究现状分析
目前,国内外在 can 总线时钟同步方面取得了大量研究成果,在算法方面,有学者提出了 can 总线主从同步算法,同步周期中时钟主节点发送 1 条同步消息就可以保证网络中所有节点的同步,节省了带宽资源。
目前提出了协商时钟同步方法,网络中所有正常工作节点周期性地参与协商,为下一次同步选择时钟主节点,这样就可以避免单点失效,实现分布式容错,然而该方法带宽利用率较低。
在上述文献时钟同步方法基础上,研究同步帧传输网络延时和主时钟选择方法,提出了一种新的时钟同步机制,该机制可满足当今汽车领域 can系统高精度同步需求。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:①对can进行介绍,阐述can协议规范以及时钟同步要求;②根据can总线特性,确定时钟同步收敛方法,完成偏差测算,确定同步机制;③对时间同步系统进行设计,确定个系统各功能模型和流程;④对本文的设计成果进行验证。
计划:第1周 对收集的资料进行分析归类,确定时钟同步要求;第2-5周 根据相关理论,完成时钟同步收敛方法计算;第6周根完成软件设计。
第7-9周完成成果验证。
4. 研究创新点
本文分析了时钟同步过程中同步帧传输的网络时延,并给出了即时偏差与网络时延的测算方法,针对主时钟失效,给出了基于最小相对即时偏差和的主时钟协商选择方法,建立了汽车 CAN 系统精确时钟同步机制;同时本文研究对同步机制的软件实现进行了研究和设计,并通过实例进行了验证。
