網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法、監(jiān)視系統(tǒng)及監(jiān)視方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法、監(jiān)視系統(tǒng)和監(jiān)視方法，該驗證方法包括以下步驟,獲取網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計；根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計以及汽車ECU控制功能的說明,產(chǎn)生應(yīng)用層協(xié)議的消息矩陣M；對消息矩陣M中的每一個消息m計算最差響應(yīng)時間Rm；如果最差響應(yīng)時間Rm大于消息周期Tm，需要重新設(shè)計消息m的多個參數(shù)；如果最差響應(yīng)時間Rm小于等于消息周期Tm，說明消息m的設(shè)計能夠滿足可調(diào)度性；重復(fù)上述步驟，直到所有消息m都滿足可調(diào)度性為止。采用該驗證方法為協(xié)議的可調(diào)度性判斷提供依據(jù)，解決了應(yīng)用層協(xié)議的可調(diào)度性驗證問題。
【專利說明】
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法、監(jiān)視系統(tǒng)及監(jiān)視方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方 法、監(jiān)視系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)視方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在中高端轎車上，E⑶（電子控制單元）的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到50~80個。為了實現(xiàn) 汽車的集控式管理和智能化控制，通常需要把ECU通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，構(gòu)成一個車載網(wǎng)絡(luò)。 常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有CAN/LIN總線，F(xiàn)lexray總線和MOST總線等，目前使用最多的還是CAN/LIN 總線，主要用于車身控制系統(tǒng)以及車載信息娛樂控制系統(tǒng)。但是在設(shè)計和開發(fā)車載網(wǎng)絡(luò)時， 遇到如下兩個難題：
[0003] 第一，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的驗證問題。所謂應(yīng)用層協(xié)議是指為了實現(xiàn)整車的集控式 管理和智能化控制，ECU之間進(jìn)行消息交換的內(nèi)容和方式的定義和說明。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的 驗證分為功能性驗證和性能驗證。其中功能性驗證相對容易，主要分析消息所傳遞的數(shù)據(jù)、 狀態(tài)和控制信息是否能夠滿足功能性需求。而性能驗證相對困難，尤其是消息的可調(diào)度性， 也就是在最差網(wǎng)絡(luò)狀況下，消息的傳輸時間必須小于消息的周期，否則就可能丟失消息數(shù) 據(jù)。采用傳統(tǒng)的測試方法不可能枚舉所有網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，因此很難測試應(yīng)用層協(xié)議的可調(diào)度性 問題。
[0004] 第二，應(yīng)用層協(xié)議的監(jiān)視系統(tǒng)。應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計并通過驗證之后，通常還要進(jìn)行模 擬和監(jiān)視，觀察網(wǎng)絡(luò)上消息的傳遞以及消息的內(nèi)容是否滿足應(yīng)用需求。對于CAN/LIN總線來 說，常見的解決方案是采用CANoe等軟件工具搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過CANoe內(nèi)建的網(wǎng)絡(luò)監(jiān) 視功能，觀察網(wǎng)絡(luò)上消息的傳輸以及消息內(nèi)容。這里存在兩個問題，一是CANoe軟件系統(tǒng)很 貴，而且按照license收費(fèi)，在開發(fā)中如果需要在多個點(diǎn)上對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)視，那么就需要多 個license，這將是一筆不小的開支;二是在模擬監(jiān)視時，還需要使用CANoe工具軟件支持的 特定語言來開發(fā)消息的發(fā)送和接收程序，這對經(jīng)常使用C語言進(jìn)行開發(fā)的程序員來說并不 方便，而且也不便于以后進(jìn)行移植。
[0005]因此我們需要一套能夠滿足實際需求、功能精簡并使用主流語言開發(fā)的監(jiān)視系 統(tǒng)，輔助車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計和開發(fā)，解決以上兩個車載網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中遇到的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性 驗證方法，監(jiān)視系統(tǒng)以及監(jiān)視方法。該驗證方法主要表現(xiàn)為一種網(wǎng)絡(luò)可調(diào)度性分析算法，通 過算法的輸出結(jié)果判斷設(shè)計的應(yīng)用層協(xié)議是否滿足可調(diào)度性的需求。監(jiān)視系統(tǒng)主要表現(xiàn)為 一套軟硬件系統(tǒng)，用以監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)消息，其中軟件運(yùn)行在PC機(jī)上，包括可調(diào)度性驗證軟件和監(jiān) 視軟件兩部分，硬件包括CAN/LIN接口卡、網(wǎng)絡(luò)連接等。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用其中一個技術(shù)方案：
[0008] -種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議為車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié) 議，包括以下步驟，
[0009] 步驟1:獲取網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計；
[0010] 步驟2:根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計以及汽車ECU控制功能的說明，產(chǎn)生應(yīng)用層協(xié)議的消 息矩陣M;
[0011] 步驟3:對消息矩陣Μ中的每一個消息m，計算最差響應(yīng)時間Rm，將最差響應(yīng)時間1與 消息周期1進(jìn)行比較，如果最差響應(yīng)時間R m大于消息周期Tm，需要重新設(shè)計消息m的多個參 數(shù);如果最差響應(yīng)時間Rm小于等于消息周期T m，則說明消息m的設(shè)計能夠滿足可調(diào)度性;重復(fù) 上述步驟，直到所有消息m都滿足可調(diào)度性為止。
[0012]在上述技術(shù)方案中，在步驟3中，所述消息m的最差響應(yīng)時間心的計算公式如下：
[0013] Rm = Wm+Cm，
[0014] Wm是隊列延遲時間，Cm是消息傳輸時間；
[0015] Cm按照如下公式計算：
[0016]
，其中所述Sm是消息字節(jié)數(shù)，它可以從 消息矩陣Μ中獲取，Tbit是在CAN/LIN總線上傳輸一比特所需的時間；
[0017] Wm按照如下公式計算：
[0018]
[0019]其中，九^思^^咖⑷是所有優(yōu)先級高于一勺消息的集合上⑷是所有優(yōu)先 級低于m的消息的集合。
[0020]在上述技術(shù)方案中，在所述Cm的計算公式中，對于CAN標(biāo)準(zhǔn)格式，g = 34;對于CAN擴(kuò) 展格式，g = 54; 1Mbps的 CAN總線，Tbit = l〇-6秒。
[0021] 在上述技術(shù)方案中，所述消息矩陣Μ中消息m的屬性包含消息名、消息標(biāo)識符、消息 ID、發(fā)送消息的模式、消息中數(shù)據(jù)長度Sm、消息周期1"以及總線速率。
[0022] 在上述技術(shù)方案中，所述發(fā)送消息的模式包括事件型、固定周期型和混合型。
[0023]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的另一技術(shù)方案：
[0024] -種監(jiān)視系統(tǒng)，用以車載網(wǎng)絡(luò)消息的監(jiān)視，可接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，其特征在于:包 括信號矩陣編輯模塊、消息可調(diào)度性分析模塊、消息實時監(jiān)視模塊、消息日志模塊，其中，信 號矩陣編輯模塊，用以信號矩陣的編輯，信號矩陣的瀏覽以及信號矩陣的查詢;消息可調(diào)度 性分析模塊，用以可調(diào)度性分析算法和分析結(jié)果呈現(xiàn);消息實時監(jiān)視模塊，用以選擇擬被監(jiān) 視的消息，選擇擬被監(jiān)視的消息的屬性和內(nèi)容以及消息屬性和實時內(nèi)容的呈現(xiàn);消息日志 模塊，用以消息日志的導(dǎo)出，消息日志的查詢以及消息日志的分析。
[0025] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的再一技術(shù)方案：
[0026] -種監(jiān)視方法，對車載網(wǎng)絡(luò)消息進(jìn)行監(jiān)視，包括以下步驟：
[0027] 步驟100:將安裝有監(jiān)視系統(tǒng)的PC機(jī)接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)中；打開網(wǎng)絡(luò)中其它控制器 節(jié)點(diǎn)的電源，激活監(jiān)視系統(tǒng)，讓整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行起來；
[0028]步驟200:打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息實時監(jiān)視模塊，在界面上可以實時觀察到CAN/LIN 總線上傳輸?shù)拿總€消息m以及它們的屬性，根據(jù)觀察到的消息內(nèi)容判斷消息的屬性和數(shù)據(jù) 是否滿足設(shè)計要求；
[0029] 步驟300:如果消息m不能滿足應(yīng)用需求，則需要尋找問題的原因，并對應(yīng)用層協(xié)議 設(shè)計重新整改和完善。
[0030] 在上述技術(shù)方案中，在步驟200中，如果一個消息m是周期型或混合型消息，那么該 消息m的數(shù)據(jù)會隨著時間實時變化;對于實時變化的消息內(nèi)容，如果不便于觀察消息的內(nèi) 容，這時可以打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息日志模塊，記錄消息m隨時間變化的過程，因此便于事后 進(jìn)行離線分析。
[0031] 在上述技術(shù)方案中，還包括信號矩陣編輯的步驟，具體是，打開監(jiān)視系統(tǒng)的信號矩 陣編輯模塊，通過友好用戶界面，錄入每個消息m的若干屬性;錄入完畢后，監(jiān)視系統(tǒng)能夠把 消息矩陣Μ保存為XML文件的格式，使得計算機(jī)能夠方便的進(jìn)行后續(xù)處理。
[0032] 在上述技術(shù)方案中，還包括消息可調(diào)度性分析的步驟，具體是，打開監(jiān)視系統(tǒng)的消 息可調(diào)度性分析模塊，點(diǎn)擊調(diào)度分析按鈕，對上一步輸入的消息矩陣Μ中的每個消息m進(jìn)行 調(diào)度分析。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0034] 1、現(xiàn)有技術(shù)中，采用模擬驗證的方法很難枚舉所有可能的網(wǎng)絡(luò)狀況，而且驗證結(jié) 果通常不完備，存在容易遺漏極端情況的問題;本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法， 采用算法分析方法，不用運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，就可以計算得到最差網(wǎng)絡(luò)狀況下的消息響應(yīng)時間，從而 為協(xié)議的可調(diào)度性判斷提供依據(jù)，解決了應(yīng)用層協(xié)議的可調(diào)度性驗證問題。
[0035] 2、監(jiān)視系統(tǒng)集成了可調(diào)度性分析算法，輸入信號矩陣之后，可以直接驗證可調(diào)度 性。監(jiān)視系統(tǒng)可以替代CANoe等工具軟件，容易與開發(fā)的C語言程序、驅(qū)動等集成，而且沒有 license限制，從而可達(dá)到降低開發(fā)成本的有益效果。
【附圖說明】
[0036] 圖1本發(fā)明車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法的流程框圖；
[0037] 圖2為本發(fā)明監(jiān)視系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖；
[0038] 圖3為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)消息監(jiān)視方法的流程框圖；
[0039] 圖4為帶有監(jiān)視系統(tǒng)的PC機(jī)接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0040] 圖5為CAN卡Μ⑶及外圍電路圖；
[0041 ]圖6為應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性分析過程和網(wǎng)絡(luò)消息監(jiān)視過程的使用流程圖。
【具體實施方式】
[0042]請參閱圖1至圖6,本發(fā)明公開的是一種用于車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議驗證方法，監(jiān)視 系統(tǒng)以及監(jiān)視方法。所述驗證方法用于車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議可調(diào)度性的驗證，監(jiān)視系統(tǒng)和監(jiān) 視方法用以車載網(wǎng)絡(luò)消息的監(jiān)視。
[0043]其中，應(yīng)用層協(xié)議驗證方法主要表現(xiàn)為一種算法，通過算法來判定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié) 議設(shè)計是否滿足可調(diào)度性;該算法在監(jiān)視系統(tǒng)中使用軟件來實現(xiàn)，以方便驗證人員的使用。 監(jiān)視系統(tǒng)的功能模塊具體的如附圖2所示，監(jiān)視系統(tǒng)還實現(xiàn)了其它功能模塊，允許測試驗證 人員對網(wǎng)絡(luò)上的消息進(jìn)行監(jiān)視，以確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的實際運(yùn)行是正確的。下面詳細(xì)描 述，
[0044] 實施例1
[0045] 結(jié)合附圖1和圖6所示，本實施例1提供了一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法， 包括以下步驟，
[0046] 步驟1:獲取網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計。該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計說明了車載網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)拓?fù)?、CAN/LIN總線的消息結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)等。有關(guān)應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計方法不屬于本發(fā) 明，本發(fā)明只對網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)果進(jìn)行可調(diào)度性驗證以及實際運(yùn)行監(jiān)視。
[0047]網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的獲取有兩個途徑:一是由第三方機(jī)構(gòu)設(shè)計并提供，二是由應(yīng)用 層協(xié)議設(shè)計者設(shè)計并提供。對于第一種途徑，整車廠商通常委托汽車電子系統(tǒng)供應(yīng)商提供 車載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，這種情況下，供應(yīng)商通常也一并提供應(yīng)用層協(xié)議。對于第二種途 徑，設(shè)計者需要調(diào)研整車控制功能需求、控制器的布局以及控制器間的信號交換，通過多次 設(shè)計、模擬和修改才能最終產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議。
[0048]步驟2:根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計以及汽車ECU控制功能的說明，產(chǎn)生應(yīng)用層協(xié)議的消 息矩陣M。消息矩陣Μ的設(shè)計通常與車載網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計是一體的。設(shè)計時需要考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?控制功能需求、消息的優(yōu)先級、消息的類別(傳遞事件的信號還是傳遞狀態(tài)和數(shù)據(jù)的信息） 等多個因素，還要結(jié)合歷史經(jīng)驗積累。消
[0049] 息矩陣Μ設(shè)計完成后，通常用表格形式來表示，表格中包括消息m如下表1所
[0050] 示消息的屬性：
[0051 ]表1消息的屬性
[0052]
[0053] 得到的應(yīng)用層消息矩陣Μ的形式如下：
[0054]
[0055] 其中，ID既表示消息的唯一標(biāo)識，又表示消息的優(yōu)先級。ID越小，消息的優(yōu)先級越 高;Sm表示消息數(shù)據(jù)的長度，取值為0~8字節(jié);周期用毫秒表示，對于事件型消息，采用最小 間隔時間作為其周期。
[0056]步驟3:對消息矩陣Μ中的每一個消息m，計算它的最差響應(yīng)時間1，并把心與消息周 期Tm進(jìn)行比較，從而判斷消息m是否可調(diào)度。如果Rm大于Tm，其中1?表示消息的周期，那么說 明該消息的設(shè)計不能滿足可調(diào)度性，需要重新設(shè)計消息的多個參數(shù);如果1小于等于T m，則 說明消息m的設(shè)計能夠滿足可調(diào)度性;最后重復(fù)上述步驟，直到所有消息m都滿足可調(diào)度性 為止。
[0057] 消息m的最差響應(yīng)時間Rm為：
[0058] Rm = Wm+Cm
[0059] 其中Wm是隊列延遲時間，(^是消息傳輸時間。消息周期Tm先計算Cm，然后計算w m。
[0060] Cm按照如下公式計算：
[0061]
[0062]其中所述3"是消息字節(jié)數(shù)，它可以從消息矩陣Μ中獲取。對于CAN標(biāo)準(zhǔn)格式，g = 34， 對于CAN擴(kuò)展格式g = 54。Tbit是在CAN/LIN總線上傳輸一比特所需的時間。比如對于1Mbps的 CAN總線，Tbit = 1 0-6秒。Cm的單位是秒。
[0063]隊列延遲時間^包括兩部分：由于低優(yōu)先級消息正在總線上傳輸所引起的阻塞時 間心和由于高優(yōu)先級消息搶占發(fā)送所引起的干擾時間Im。阻塞時間A 是所有優(yōu)先級低于m的消息的集合。由于上一步已經(jīng)計算出了所有消息的Cm，因此Bm容易計 算。計算得Bm之后，可以這樣計算Wm:
[0064]
[0065] 其中，hp(m)是所有優(yōu)先級高于m的消息的集合。上述公式是遞歸單調(diào)的，可以通過 迭代方法計算。
[0066] 當(dāng)IVj、于等于1?時，說明在最差情況下，消息m也可以在一個周期內(nèi)傳輸完畢，因此 消息m是可調(diào)度的；當(dāng)1大于1?時，說明最差情況下，消息m在一個周期內(nèi)不能傳遞完畢，那么 前一幀數(shù)據(jù)有可能被覆蓋，因此m是不可調(diào)度的。
[0067] 實施例2
[0068] 消息矩陣可調(diào)度性驗證通過后，需要對總線上的消息傳遞進(jìn)行實測和監(jiān)視，以確 認(rèn)應(yīng)用層協(xié)議是可實際運(yùn)行的。這就需要使用監(jiān)視系統(tǒng)和監(jiān)控方法，在本實施例2中，提供 了一種監(jiān)視系統(tǒng)和監(jiān)視方法。
[0069]所述監(jiān)視系統(tǒng)，包括信號矩陣編輯模塊、消息可調(diào)度性分析模塊、消息實時監(jiān)視模 塊、消息日志模塊。所述信號矩陣編輯模塊用以信號矩陣的編輯，信號矩陣的瀏覽以及信號 矩陣的查詢。所述消息可調(diào)度性分析模塊用以可調(diào)度性分析算法和分析結(jié)果呈現(xiàn)。所述消 息實時監(jiān)視模塊，用以選擇擬被監(jiān)視的消息，選擇擬被監(jiān)視的消息的屬性和內(nèi)容以及消息 屬性和實時內(nèi)容的呈現(xiàn)。所述消息日志模塊用以消息日志的導(dǎo)出，消息日志的查詢以及消 息日志的分析。
[0070] 結(jié)合附圖3至附圖5來具體說明，所述監(jiān)控方法包括以下步驟，
[0071] 步驟100:將安裝有監(jiān)視系統(tǒng)的PC機(jī)接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)中；打開網(wǎng)絡(luò)中其它控制器 節(jié)點(diǎn)的電源，激活監(jiān)視系統(tǒng)，讓整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行起來。
[0072] 其中，把CAN/LIN接口卡的一端通過USB接口接入PC機(jī)，另一端的CAN/LIN物理線接 入CAN/LIN總線，這樣PC機(jī)就與CAN/LIN總線相連接。CAN/LIN總線上還連接有其它E⑶，它們 實現(xiàn)了應(yīng)用層協(xié)議，并使用該協(xié)議進(jìn)行總線通訊。CAN/LIN接口卡的設(shè)計采用16位單片機(jī) MCS12XS128，它具有112引腳，外圍電路如圖5所示。晶振頻率4Mhz，通過內(nèi)部PLL升頻至 40Mhz總線時鐘頻率。
[0073]網(wǎng)絡(luò)開啟后，在界面上能夠觀察到消息m的ID、接收/發(fā)送方向、消息數(shù)據(jù)長度、消 息周期、時間戳以及消息內(nèi)容，通過觀察消息m的這些屬性，判斷消息m是否能夠正確的實現(xiàn) 通信需求。若應(yīng)用層協(xié)議不能滿足需求，則需要尋找問題的原因，并對應(yīng)用層協(xié)議重新整改 和完善。修改完畢之后，重復(fù)上述步驟。
[0074]步驟200:打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息實時監(jiān)視模塊，在界面上可以實時觀察到CAN/LIN 總線上傳輸?shù)拿總€消息m以及它們的屬性，根據(jù)觀察到的消息內(nèi)容判斷消息的屬性和數(shù)據(jù) 是否滿足設(shè)計要求。
[0075] 如果一個消息m是周期型或混合型消息，那么該消息m的數(shù)據(jù)會隨著時間實時變 化。對于實時變化的消息內(nèi)容，如果不便于觀察消息的內(nèi)容，這時可以打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息 日志模塊，記錄消息m隨時間變化的過程，因此便于事后進(jìn)行離線分析。
[0076] 步驟300:如果消息m不能滿足應(yīng)用需求，則需要尋找問題的原因，并對應(yīng)用層協(xié)議 設(shè)計重新整改和完善。
[0077] 具體地，那么可以從兩方面進(jìn)行分析:一是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層設(shè)計問題，二是控制器節(jié)點(diǎn) 故障問題。如果是前者，那么需要反饋到應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計階段，重新整改。整改完畢后，仍然 需要重復(fù)消息矩陣Μ的可調(diào)度性分析以及網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)視等過程，直至設(shè)計滿足需求為止，結(jié) 束應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計過程。
[0078] 除此之外，該方法包含信號矩陣編輯的步驟，消息可調(diào)度性分析的步驟。具體地， [0079]所述信號矩陣編輯的步驟具體是:打開監(jiān)視系統(tǒng)的信號矩陣編輯模塊，通過友好 用戶界面，錄入每個消息m的若干屬性。錄入完畢后，監(jiān)視系統(tǒng)能夠把消息矩陣Μ保存為XML 文件的格式，使得計算機(jī)能夠方便的進(jìn)行后續(xù)處理。
[0080] 所述消息可調(diào)度性分析的步驟具體是:打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息可調(diào)度性分析模塊， 點(diǎn)擊調(diào)度分析按鈕，對上一步輸入的消息矩陣Μ中的每個消息m進(jìn)行調(diào)度分析。調(diào)度分析主 要是計算每個消息m的最差響應(yīng)時間心，并把R m與消息m的消息周期Tm比較。這一過程已經(jīng)被 編制成一段程序，并集成在監(jiān)視系統(tǒng)中，將消息信號矩陣Μ輸入到監(jiān)視系統(tǒng)中，通過集成在 監(jiān)視系統(tǒng)中的算法驗證可調(diào)度性，計算方式如實施例1所述，在此不再累述。如果一個消息m 的可調(diào)度性不滿足，那么系統(tǒng)會有出錯提示。
[0081] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議為車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議， 其特征在于:包括以下步驟， 步驟1:獲取網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議的設(shè)計； 步驟2:根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計以及汽車ECU控制功能的說明，產(chǎn)生應(yīng)用層協(xié)議的消息矩 陣M; 步驟3:對消息矩陣M中的每一個消息m，計算最差響應(yīng)時間Rm，將最差響應(yīng)時間Rm與消息 周期Tm?行比較，如果最差響應(yīng)時間Rm大于消息周期Tm，需要重新設(shè)計消息m的多個參數(shù);如 果最差響應(yīng)時間1小于等于消息周期T m，則說明消息m的設(shè)計能夠滿足可調(diào)度性;重復(fù)上述 步驟，直到所有消息m都滿足可調(diào)度性為止。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法，其特征在于:在步驟3中， 所述消息m的最差響應(yīng)時間1的計算公式如下： Rm - Wm+Cm， wm是隊列延遲時間，Cm是消息傳輸時間； Cm按照如下公式計算：，其中所述Sm是消息字節(jié)數(shù)，它可以從消息 矩陣M中獲取，Tbit是在CAN/LIN總線上傳湔一比特所需的時間； Wm按照如下公式計算：其中，&* =Y/n=/U，hp(m)是所有優(yōu)先級高于m的消息的集合，lp(m)是所有優(yōu)先級低 于m的消息的集合。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法，其特征在于:在所述U的 計算公式中，對于CAN標(biāo)準(zhǔn)格式，g = 34;對于CAN擴(kuò)展格式，g = 54; IMbps的CAN總線，Tbit = 10-6秒。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法，其特征在于:所述消息矩 陣M中消息m的屬性包含消息名、消息標(biāo)識符、消息ID、發(fā)送消息的模式、消息中數(shù)據(jù)長度S m、 消息周期Tm以及總線速率。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議可調(diào)度性驗證方法，其特征在于:所述發(fā)送消 息的模式包括事件型、固定周期型和混合型。6. -種監(jiān)視系統(tǒng)，用以車載網(wǎng)絡(luò)消息的監(jiān)視，可接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)中，其特征在于:包括 信號矩陣編輯模塊、消息可調(diào)度性分析模塊、消息實時監(jiān)視模塊、消息日志模塊，其中，信號 矩陣編輯模塊，用以信號矩陣的編輯，信號矩陣的瀏覽以及信號矩陣的查詢;消息可調(diào)度性 分析模塊，用以可調(diào)度性分析算法和分析結(jié)果呈現(xiàn);消息實時監(jiān)視模塊，用以選擇擬被監(jiān)視 的消息，選擇擬被監(jiān)視的消息的屬性和內(nèi)容以及消息屬性和實時內(nèi)容的呈現(xiàn);消息日志模 塊，用以消息日志的導(dǎo)出，消息日志的查詢以及消息日志的分析。7. 基于根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視方法，對車載網(wǎng)絡(luò)消息進(jìn)行監(jiān)視，其特征 在于:包括以下步驟： 步驟IOO:將安裝有監(jiān)視系統(tǒng)的PC機(jī)接入CAN總線網(wǎng)絡(luò)中；打開網(wǎng)絡(luò)中其它控制器節(jié)點(diǎn) 的電源，激活監(jiān)視系統(tǒng)，讓整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行起來； 步驟200:打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息實時監(jiān)視模塊，在界面上可以實時觀察到CAN/LIN總線 上傳輸?shù)拿總€消息m以及它們的屬性，根據(jù)觀察到的消息內(nèi)容判斷消息的屬性和數(shù)據(jù)是否 滿足設(shè)計要求； 步驟300:如果消息m不能滿足應(yīng)用需求，則需要尋找問題的原因，并對應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計 重新整改和完善。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)視方法其特征在于:在步驟200中，如果一個消息m是周期型 或混合型消息，那么該消息m的數(shù)據(jù)會隨著時間實時變化;對于實時變化的消息內(nèi)容，如果 不便于觀察消息的內(nèi)容，這時可以打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息日志模塊，記錄消息m隨時間變化的 過程，因此便于事后進(jìn)行離線分析。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)視方法其特征在于:還包括信號矩陣編輯的步驟，具體是， 打開監(jiān)視系統(tǒng)的信號矩陣編輯模塊，通過友好用戶界面，錄入每個消息m的若干屬性;錄入 完畢后，監(jiān)視系統(tǒng)能夠把消息矩陣M保存為XML文件的格式，使得計算機(jī)能夠方便的進(jìn)行后 續(xù)處理。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)視方法其特征在于:還包括消息可調(diào)度性分析的步驟，具 體是，打開監(jiān)視系統(tǒng)的消息可調(diào)度性分析模塊，點(diǎn)擊調(diào)度分析按鈕，對上一步輸入的消息矩 陣M中的每個消息m進(jìn)行調(diào)度分析。
【文檔編號】H04L12/40GK105897516SQ201610452761
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】劉曉建
【申請人】西安科技大學(xué)