本發(fā)明涉及汽車通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝方法及裝置。

背景技術(shù)：

(1)汽車電子控制系統(tǒng)之間依靠車載總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而車載總線的傳輸速率、可靠性以及確定性是又影響著汽車電子控制系統(tǒng)的溫度性和可靠性。

(2)FlexRay總線協(xié)議是車載總線中傳輸速率和可靠性比較優(yōu)越的一種總線協(xié)議，但是FlexRay總線的靜態(tài)時(shí)隙的個(gè)數(shù)是十分有限的，要應(yīng)對(duì)逐漸增加的汽車電子控制系統(tǒng)，必須盡可能地減少靜態(tài)時(shí)隙的分配和使用，同時(shí)還需要使單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙能容納更多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，傳輸更多的數(shù)據(jù)。

(3)因此，減少靜態(tài)時(shí)隙的使用、提高單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的擴(kuò)展性十分有必要。

與本發(fā)明最相近的實(shí)現(xiàn)方案：

《一種基于時(shí)間碎片最小化的汽車FlexRay總線設(shè)計(jì)方法》(CN 103618658A)。定義網(wǎng)絡(luò)時(shí)間碎片概念，以消息時(shí)間參數(shù)為輸入，利用FlexRay媒體訪問控制和編解碼機(jī)制，建立消息超周期內(nèi)FlexRay靜態(tài)段時(shí)間碎片計(jì)算方法；將節(jié)點(diǎn)內(nèi)消息分組，同組消息使用相同幀ID，推導(dǎo)出該模式下消息最壞響應(yīng)時(shí)間計(jì)算方法；在此基礎(chǔ)上，以靜態(tài)段時(shí)間碎片最小為目標(biāo)，以消息最壞響應(yīng)時(shí)間為約束，建立用于消息分組和FlexRay參數(shù)優(yōu)化配置模型及其求解算法，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)FlexRay消息ID分配、靜態(tài)時(shí)隙長(zhǎng)度和靜態(tài)時(shí)隙數(shù)目設(shè)計(jì)。

該方法存在的主要缺點(diǎn)：僅對(duì)FlexRay消息ID(每個(gè)消息ID對(duì)應(yīng)一個(gè)靜態(tài)時(shí)隙)分配，無法保證單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的擴(kuò)展性是否最優(yōu)，也就無法保證FlexRay網(wǎng)絡(luò)資源的最佳分配利用。

其他缺點(diǎn)：1)不符合AUTOSAR汽車電子軟件規(guī)范對(duì)FlexRay通信周期的規(guī)定，方法無法在實(shí)際的車載FlexRay網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中運(yùn)用；2)以消息最壞相應(yīng)時(shí)間作為約束一方面使方法的執(zhí)行效率變差，另一方面由于FlexRay靜態(tài)段數(shù)據(jù)傳輸基于時(shí)分多址(TDMA)的形式，每個(gè)消息對(duì)應(yīng)的靜態(tài)時(shí)隙在整個(gè)FlexRay通信周期內(nèi)的時(shí)間起點(diǎn)和終點(diǎn)都是固定的，所以消息最壞響應(yīng)時(shí)間在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中并不具有太大的參考價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的擴(kuò)展性達(dá)到最優(yōu)，進(jìn)而保證 FlexRay網(wǎng)絡(luò)資源的最佳分配利用的車載FlexRay總線的網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置。

術(shù)語解釋：

FlexRay靜態(tài)段調(diào)度相關(guān)的主要參數(shù)有：

·FlexRay通信周期(FlexRay Communication Cycle)–FC；

·FC的持續(xù)時(shí)間–T_FC；

·FC重復(fù)次數(shù)–N_FC；

·當(dāng)前FC編號(hào)–n_FC；

·FlexRay通信控制器(Communication Controller)–CC；

·靜態(tài)段(Static Segment)–SS；

·動(dòng)態(tài)段(Dynamic Segment)–DS；

·靜態(tài)時(shí)隙(Static Slot)–STS；

·靜態(tài)時(shí)隙個(gè)數(shù)(gNumberOfStaticSlots)–N_STS；

·靜態(tài)段持續(xù)時(shí)間(Duration ofStatic Segment)–T_SS；

·一個(gè)靜態(tài)時(shí)隙持續(xù)時(shí)間(Duration ofStatic Slot)–T_STS；

·一個(gè)大時(shí)鐘節(jié)拍的持續(xù)時(shí)間(DurationofMacrotick)–T_MAT；

·一個(gè)小時(shí)鐘節(jié)拍的持續(xù)時(shí)間(DurationofMicrotick)–T_MIT；

·FlexRay帶寬(FlexRayBandwidth)(單位為Mbps)–FB；

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法，包括：

步驟A，對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)基本參數(shù)定義，根據(jù)FlexRay總線訪問控制和編碼機(jī)制，設(shè)定有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，n_j∈Nodes，每個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的信號(hào)集表示為 所有節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的全部信號(hào)表示為S＝{S¹,S²,...,Sⁿ}；

步驟B，對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝，獲取步驟A中S＝{S¹,S²,...,Sⁿ}，對(duì)信號(hào)按所屬節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類，Sⁱ∈S，σ_j∈Sⁱ，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形，轉(zhuǎn)化后為R'；

步驟C，對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)求解，對(duì)轉(zhuǎn)化后R'運(yùn)用裝箱方法進(jìn)行求解。

可選的，步驟A中網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)基本參數(shù)定義包括步驟：

設(shè)定一個(gè)FlexRay應(yīng)用周期長(zhǎng)度為T_AC，一個(gè)應(yīng)用周期內(nèi)FlexRay通信周期的重復(fù)次數(shù)為2^R，R∈[0,1,2,...,6]，一個(gè)FlexRay通信周期的長(zhǎng)度為T_C表示，則

T_AC＝2^R·T_C

一個(gè)應(yīng)用周期內(nèi)包含2^R個(gè)FlexRay通信周期：其中，AC表示一個(gè)應(yīng)用周期，F(xiàn)C表示FlexRay通信周期；

T_SS＝N_STS·T_STS

其中SS表示靜態(tài)段，T_SS表示靜態(tài)段持續(xù)時(shí)間，N_STS表示靜態(tài)時(shí)隙個(gè)數(shù)，T_STS表示一個(gè)靜態(tài)時(shí)隙持續(xù)時(shí)間；

節(jié)點(diǎn)N_i有信號(hào)集待發(fā)送，

信號(hào)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度為：

對(duì)應(yīng)的周期分別為：

FlexRay通信周期T_C取作所有信號(hào)周期的最大公約數(shù)T_C＝gcd(P¹,P²,...,Pⁿ)或最大公約數(shù)的整約數(shù)，應(yīng)用周期T_AC應(yīng)取所有信號(hào)周期的最小公倍數(shù)T_AC＝lcm(P¹,P²,...,Pⁿ)或其整倍數(shù)；

分配給節(jié)點(diǎn)N_i的靜態(tài)時(shí)隙為：其中0≤m≤n；

STSⁱ對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)幀集：

信號(hào)封裝問題可記作：

pack:Sⁱ→Fⁱ

用變量表示信號(hào)是否在FC_j內(nèi)被發(fā)送：

用變量gj,k,mi表示節(jié)點(diǎn)Ni的信號(hào)(ki在FCj內(nèi)是否被映射到slotmi上：

STS的字節(jié)長(zhǎng)度可表示為：

W_STS＝T_STS·B

其中，B表示FlexRay波特率；

映射到同一個(gè)靜態(tài)時(shí)隙上的所有信號(hào)的長(zhǎng)度不能超過靜態(tài)時(shí)隙自身的長(zhǎng)度，即滿足約束條件：

信號(hào)在FC_j內(nèi)是通過數(shù)據(jù)幀來實(shí)現(xiàn)的，則映射到上的信號(hào)的總長(zhǎng)度應(yīng)小于的數(shù)據(jù)段的最大長(zhǎng)度；的數(shù)據(jù)段的有效總長(zhǎng)度為：

W_NM為網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)占用的位長(zhǎng)，W_NM＝0-12bytes；

更確切的范圍應(yīng)該是：

用Q_ni,j表示一個(gè)STS:slot_j被節(jié)點(diǎn)n_i占有的狀態(tài)：

信號(hào)要在slot_j內(nèi)發(fā)送，應(yīng)滿足：

一個(gè)STS只能被分配給一個(gè)節(jié)點(diǎn)：

可選的，步驟B根據(jù)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝包括步驟：

給出映射f:σ_i→R_i

{x_i,y_i,w_i,h_i}表示二維矩形條帶裝箱問題里的矩形元素，其中，x_i，y_i分別表示矩形條帶裝入后的橫、縱坐標(biāo)，w_i表示矩形條帶的寬度，h_i表示矩形條帶的高度；因?yàn)樾盘?hào)σ_i的相位φ_i和其周期p_i不能相互替代，對(duì)應(yīng)地，裝箱問題不考慮矩形的旋轉(zhuǎn)情況，

H_b＝2^R

W_b＝ω_i

當(dāng)前節(jié)點(diǎn)占用一個(gè)STS，共有4個(gè)信號(hào){σ₀,σ₁,σ₂,σ₃}需要傳輸，信號(hào)的長(zhǎng)度依次為{w₀＝3byte,w₁＝1byte,w₂＝4byte,w₃＝2byte}信號(hào)的周期分別為{p₀＝40ms,p₁＝20ms,p₂＝40ms,p₃＝40ms}，取應(yīng)用周期為AP＝lcm{p₀,p₁,p₂,p₃}＝lcm{40ms,20ms,40ms,40ms}＝40ms，F(xiàn)C的持續(xù)時(shí)間取為T_FC＝10ms；對(duì)應(yīng)地，σ₀在FC₀內(nèi)發(fā)送，σ₁分別在FC₀和FC₂內(nèi)各發(fā)送一次，σ₂在FC₂內(nèi)發(fā)送，σ₃在FC₃內(nèi)發(fā)送；轉(zhuǎn)化后的矩形記作{r₀,r₁,r₂,r₃}，其寬和高((w,h))依次為{(3,1),(1,2),(4,1),(2,1)}。

可選的，步驟C所述網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)求解：

主要步驟如下：

初始化待裝矩形集合R_i∈R，使用的箱子數(shù)n←0，裝修高度h←0，裝箱過程產(chǎn)生的輪廓線集合edges←NULL；

判斷矩形R_i是否裝入箱子中，未裝入則，從edges中選取最低水平線e_k，j←-1，運(yùn)用完全匹配優(yōu)先方法裝入矩形，記錄返回值j←WFF(R_i,e_k)；判斷j是否小于-1，小于則，運(yùn)用高度匹配優(yōu)先方法裝入矩形，記錄返回值j←HFF(R_i,e_k)，再次判斷判斷j是否小于-1，小于則，運(yùn)用組合寬度匹配優(yōu)先方法裝入矩形，記錄返回值j←HFF(R_i,e_k)；繼續(xù)判斷判斷j是否小于-1，小于則，運(yùn)用組合寬度匹配優(yōu)先方法裝入矩形，記錄返回值j←JWFF(R_i,e_k)；合并edges中部分輪廓線；

裝入則，將矩形R_i裝入e_k對(duì)應(yīng)的位置上，h←max(h,R_i.y+R_i.h)；

更新集合edges和R；

i←i+1；

判斷裝箱是否結(jié)束，結(jié)束則，輸出裝箱結(jié)果n，h；沒結(jié)束則判斷當(dāng)前箱子是否裝滿，裝滿則，開啟一個(gè)新的箱子，初始化edges，未裝滿，繼續(xù)裝入。

一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)裝置，包括：

網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)基本參數(shù)定義單元，所述網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)基本參數(shù)定義單元完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)基本參數(shù)定義；網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝，所述網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝單元完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝；網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)求解，所述網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)求解單元完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)求解。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過定義對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)基本參數(shù)定義，網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝后把問題轉(zhuǎn)換為矩形問題，進(jìn)而對(duì)轉(zhuǎn)換后矩形運(yùn)用裝箱方法進(jìn)行求解不僅減少了靜態(tài)時(shí)隙的使用(也即最小化時(shí)間碎片)，執(zhí)行效率效率更高，同時(shí)還提高了單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的擴(kuò)展性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的FlexRay總體結(jié)構(gòu)；

圖3為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的信號(hào)封裝問題到裝箱問題的轉(zhuǎn)換；

圖4為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的信號(hào)封裝問題求解方法流程圖；

圖5為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的LBFP算法流程圖；

圖6為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的解決最小化靜態(tài)時(shí)隙的使用、提高單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙擴(kuò)展性的方法流程圖；

圖7為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的采用LBFP+GA方法前的示意圖；

圖8為本發(fā)明一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置的采用LBFP+GA方法后的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

(1)FlexRay基本特性

一個(gè)FlexRay基本通信周期包括靜態(tài)段(Static Segment,SS)、動(dòng)態(tài)段(Dynamic Segment,DS)、符號(hào)窗口(Symbol Window,SW)和網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)間(Network Idle Time,NIT)。其中，靜態(tài)段又被分成有限個(gè)長(zhǎng)度相同的靜態(tài)時(shí)隙(Static Slot,STS)。FlexRay網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)只能在屬于自己的STS的時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)送和接收消息。為了盡可能減少靜態(tài)時(shí)隙的浪費(fèi)，靜態(tài)段一般只用來發(fā)送周期信號(hào)，而非周期信號(hào)則在采用柔性時(shí)分多址(Flexible Time Division Media Access,FTDMA)訪問機(jī)制的動(dòng)態(tài)段進(jìn)行發(fā)送和接收。本發(fā)明主要針對(duì)FlexRay的靜態(tài)段。

FlexRay網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的信號(hào)若要被發(fā)送出去，則需要將其封裝成幀，才能在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行發(fā)送，參見圖2所示。

在實(shí)際的FlexRay應(yīng)用中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的信號(hào)數(shù)量巨大，而且可能具有不同的周期，而FlexRay的靜態(tài)段的參數(shù)又是被靜態(tài)設(shè)置的，即一個(gè)支持FlexRay總線的控制系統(tǒng)出廠后，這些參數(shù)將不能被改變。因此，信號(hào)封裝是在設(shè)計(jì)階段就必須考慮的一個(gè)重要問題。

另一方面，節(jié)點(diǎn)信號(hào)數(shù)據(jù)吞吐量的大小影響著靜態(tài)時(shí)隙的分配，信號(hào)量大，則該節(jié)點(diǎn)需要分配更多的靜態(tài)時(shí)隙，信號(hào)量小，則該節(jié)點(diǎn)只需占用少量的靜態(tài)時(shí)隙。

(2)基本參數(shù)定義

根據(jù)FlexRay協(xié)議規(guī)定，靜態(tài)段SS包含N_STS個(gè)STS，即：

T_SS＝N_STS·T_STS (1.1)

一個(gè)FlexRay通信周期(FlexRay Cycle,FC)的長(zhǎng)度記作T_C，一個(gè)應(yīng)用周期(Application Cycle,AC)長(zhǎng)度記作T_AC，根據(jù)AUTOSAR規(guī)范及FlexRay協(xié)議可知：

T_AC＝2^R·T_C (1.2)

其中，2^R為一個(gè)應(yīng)用周期內(nèi)FC的重復(fù)次數(shù)，R∈[0,1,2,...,6]。

可知，一個(gè)應(yīng)用周期(AC)內(nèi)包含2^R個(gè)FlexRay通信周期(FC)：

靜態(tài)段的長(zhǎng)度(時(shí)長(zhǎng))記作T_SS，靜態(tài)段包含N_STS個(gè)靜態(tài)時(shí)隙，每個(gè)靜態(tài)時(shí)隙的長(zhǎng)度(時(shí)長(zhǎng))為T_STS，則T_SS可表示為：

T_SS＝N_STS·T_STS (1.3)

節(jié)點(diǎn)N_i有信號(hào)集待發(fā)送，信號(hào)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度為：對(duì)應(yīng)的周期分別為：根據(jù)Klaus Schmidt等及Zeng H等的定義，F(xiàn)lexRay通信周期T_C取作所有信號(hào)周期的最大公約數(shù)T_C＝gcd(P¹,P²,...,Pⁿ)或最大公約數(shù)的整約數(shù)，應(yīng)用周期T_AC應(yīng)取所有信號(hào)周期的最小公倍數(shù)T_AC＝lcm(P¹,P²,...,Pⁿ)或其整倍數(shù)。

分配給節(jié)點(diǎn)N_i的靜態(tài)時(shí)隙為：其中0≤m≤n。根據(jù)FlexRay協(xié)議規(guī)定，信號(hào)在STS內(nèi)的發(fā)送是通過數(shù)據(jù)幀來實(shí)現(xiàn)的，且一個(gè)STS內(nèi)最多允許發(fā)送一幀數(shù)據(jù)。則STSⁱ對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)幀集：從而信號(hào)封裝問題可記作：

pack:Sⁱ→Fⁱ (1.4)

用變量表示信號(hào)是否在FC_j內(nèi)被發(fā)送：

用變量g_j,k,mⁱ表示節(jié)點(diǎn)N_i的信號(hào)σ_kⁱ在FC_j內(nèi)是否被映射到slot_mⁱ上：

為避免引起歧義，文中的所有關(guān)于時(shí)間長(zhǎng)度的定義都用字母T或t表示，關(guān)于字節(jié)長(zhǎng)度或位長(zhǎng)的定義都用W或ω表示。根據(jù)式的定義，STS的字節(jié)長(zhǎng)度可表示可表示為：

W_STS＝T_STS·B (1.7)

其中，B表示FlexRay波特率。

映射到同一個(gè)靜態(tài)時(shí)隙上的所有信號(hào)的長(zhǎng)度不能超過靜態(tài)時(shí)隙自身的長(zhǎng)度(位長(zhǎng))，否則該信號(hào)無法被發(fā)送出去。即應(yīng)滿足約束條件：

進(jìn)一步分析，信號(hào)在FC_j內(nèi)是通過數(shù)據(jù)幀來實(shí)現(xiàn)的，則映射到上的信號(hào)的總長(zhǎng)度應(yīng)小于的數(shù)據(jù)段的最大長(zhǎng)度。根據(jù)FlexRay協(xié)議，的數(shù)據(jù)段的有效總長(zhǎng)度為：

其中，W_NM為網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)占用的位長(zhǎng)，F(xiàn)lexRay協(xié)議里規(guī)定W_NM＝0-12bytes。因此，更確切的范圍應(yīng)該是：

用Q_ni,j表示一個(gè)STS:slot_j被節(jié)點(diǎn)n_i占有的狀態(tài)：

信號(hào)要在slot_j內(nèi)發(fā)送，則產(chǎn)生信號(hào)的節(jié)點(diǎn)必須占有該STS，即應(yīng)滿足：

另根據(jù)協(xié)議的規(guī)定，一個(gè)STS只能被分配給一個(gè)節(jié)點(diǎn)：

(3)信號(hào)封裝問題的轉(zhuǎn)換

根據(jù)式(1.1)-(1.13)給出映射f:σ_i→R_i:

而{x_i,y_i,w_i,h_i}可以表示二維矩形條帶裝箱(2D rectangular strip packing problem,2DR-SPP)問題里的矩形元素，其中，x_i，y_i分別表示矩形條帶裝入后的橫、縱坐標(biāo)，w_i表示矩形條帶的寬度，h_i表示矩形條帶的高度。因?yàn)樾盘?hào)σ_i的相位φ_i和其周期p_i不能相互替代，對(duì)應(yīng)地，裝箱問題不考慮矩形的旋轉(zhuǎn)情況。

另根據(jù)，箱子的寬和高取為：

H_b＝2^R

W_b＝ω_i \*MERGEFORMAT(1.16)

至此，可將信號(hào)封裝問題轉(zhuǎn)化為2DR-SPP問題。當(dāng)前節(jié)點(diǎn)占用一個(gè)STS，共有4個(gè)信號(hào){σ₀,σ₁,σ₂,σ₃}需要傳輸，信號(hào)的長(zhǎng)度依次為 {w₀＝3byte,w₁＝1byte,w₂＝4byte,w₃＝2byte}信號(hào)的周期分別為{p₀＝40ms,p₁＝20ms,p₂＝40ms,p₃＝40ms}，取應(yīng)用周期為AP＝lcm{p₀,p₁,p₂,p₃}＝lcm{40ms,20ms,40ms,40ms}＝40ms，F(xiàn)C的持續(xù)時(shí)間取為T_FC＝10ms。對(duì)應(yīng)地，σ₀在FC₀內(nèi)發(fā)送，σ₁分別在FC₀和FC₂內(nèi)各發(fā)送一次，σ₂在FC₂內(nèi)發(fā)送，σ₃在FC₃內(nèi)發(fā)送。轉(zhuǎn)化后的矩形記作{r₀,r₁,r₂,r₃}，其寬和高((w,h))依次為{(3,1),(1,2),(4,1),(2,1)}。

(4)信號(hào)封裝問題求解對(duì)于任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)n_j∈Nodes，該節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的信號(hào)集表示為所有節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的全部信號(hào)可表示為S＝{S¹,S²,...,Sⁿ}。對(duì)于信號(hào)集S，信號(hào)封裝的一般算法步驟如下：

(5)LBFP方法

LBFP方法支持對(duì)多個(gè)靜態(tài)時(shí)隙問題進(jìn)行求解，主要步驟如下：

(6)解決最小化靜態(tài)時(shí)隙的使用、提高單個(gè)靜態(tài)時(shí)隙擴(kuò)展性的方法

實(shí)施例3

一種車載FlexRay總線網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)設(shè)計(jì)方法及裝置，該裝置包括網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)基本參數(shù)定義單元；網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)封裝單元；網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)段信號(hào)求解單元。

其它優(yōu)點(diǎn)：此方法可用于支持AUTOSAR規(guī)范的汽車電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，支持多周期的FlexRay網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置。

Klaus Schmidt等提出總線帶寬利用率來評(píng)價(jià)調(diào)度結(jié)果，其定義如下：

總線帶寬利用率U雖然在一定程度上能表示調(diào)度結(jié)果，但是不能用來很好地評(píng)價(jià)總線擴(kuò)展性。給定一組信號(hào){σ₀,σ₁,σ₂,σ₃,σ₄}。信號(hào)長(zhǎng)度分別為{σ₀＝3bytes,σ₁＝4bytes,σ₂＝1bytes,σ₃＝2bytes,σ₄＝1bytes}，信號(hào)的周期分別為{p₀＝p₁＝p₂＝p₃＝p₄＝40ms}，F(xiàn)lexRay通信周期為T_C＝10ms，F(xiàn)lexRay應(yīng)用周期為T_AC＝40ms，F(xiàn)lexRay波特率記作B，靜態(tài)時(shí)隙的時(shí)間長(zhǎng)度記作T_STS優(yōu)化前的信號(hào)封裝形式，優(yōu)化后的信號(hào)封裝形式。優(yōu)化前后的帶寬利用率分別記作U_a,U_b：

即優(yōu)化前后的帶寬利用率U_a＝U_b，但還可以在第2個(gè)通信周期FC₁內(nèi)傳輸最大長(zhǎng)度為3bytes的信號(hào)，而還可以在第4個(gè)通信周期FC₃內(nèi)傳輸最大長(zhǎng)度為4bytes的信號(hào)，兩者的擴(kuò)展性存在差異，但其帶寬利用率相同。

因此，引入新的評(píng)價(jià)指標(biāo)剩余有效帶寬比(Residual Effective Bandwidth Ratio,ERB):

其中，W_f′表示幀的剩余有效長(zhǎng)度，l_max是可加入傳輸?shù)淖畲笮盘?hào)長(zhǎng)度。優(yōu)化前和優(yōu)化后的剩余有效帶寬比分別為：

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。