基于系统工程的汽车电子CAN 通信协议设计

　　除了这些参数以外，完整的系统设计还需要以下信息：
　　●信号定义：类型、大小等；
　　●发送节点数据定义：收发的信号、TP和TS的定义；
　　●接收节点数据定义：收发的信号、TP、TS和maximum age的定义；
　　●拓扑结构的定义：节点之间的互联关系。

以上数据为基础，对通信过程的实时性进行分析，计算通信中的延迟。然后根据单调速率分析法(deadline monotonic analysis)，分配消息ID并设置周期。

　　根据系统获取的时间要求，系统计算消息的延迟并验证设计的协议是否满足这些时间要求。如果不满足时间要求，系统将自动调整消息ID和周期，直到满足所有的时间要求。

　　本文用Mentor Graphics公司Volcano产品线的设计工具VNA进行了实验。VNA是CAN/LIN协议的自动化设计工具，其核心思想就是采用了本文介绍的系统工程设计方法。其使用方法可以如图5所示，用户提供信号及节点定义、本文介绍的时间参数定义及项目管理定义，VNA将自动对CAN通信协议进行设计，输出通信协议规范。

　　其中图6是本次实验的通信系统拓扑结构，系统由三条CAN总线和两条LIN总线组成，CAN协议采用的是29位。

　　输入参数后，VNA自动生成通信协议，结果如图7所示。消息EMSHSC_FrP00的ID为0x04c000d，周期为10ms，计算出的延迟时间为1.734ms。

　　结论

　　系统工程设计法，采用一套量化体系描述数据收发的完整过程。明确定义这些指标，并清晰描述了系统功能的时间性要求。正因为这样，使得自动化设计协议成为可能。

　　根据这些量化指标，系统将自动计算消息的延迟时间，并自动调节消息的优先级和周期，以控制消息的延迟时间，保证用户提出的时间要求全部得到满足，从而实现从设计角度控制消息延迟的目的。

　　自动化设计协议降低了协议设计的技术门槛，特别是对于中国的整车厂，没有经验积累，这样的工具必将助力国内自主产品在总线上的研发。