CAN到AVB以太網網關的傳輸方法

CAN到AVB以太網網關的傳輸方法

以太網是滿足未來汽車嵌入式系統通信要求的關鍵技術。以太網音視頻橋接（AVB）技術是一組能夠保障帶寬、限制延遲和精確時鐘同步的IEEE標準。AVB技術雖然不能取代控制器局域網（CAN），但兩者將在未來的汽車架構中共存。目前還沒有關于CAN與AVB的以太網連接研究，且類似的協議也不適用或者效率不高。提出一種CAN到AVB的以太網網關傳輸方法。而網關設計需要遵循2個目標：①網關必須能夠實時啟用且可用于轉發；②所利用的AVB帶寬最小。首先，采用幀聚合技術將多個CAN幀聚合并調度為單個AVB以太網幀，以最小化帶寬要求，其中一個AVB以太網幀能夠封裝大約15個CAN幀；其次，為了減少轉發延遲，允許過度保留AVB資源；最后，利用先入先出隊列（FIFO），嚴格優先級（SP）和最早期限（EDF）的調度算法選擇下一個要轉發的以太網幀，評估這幾種靜態和動態調度方法并確定最佳網關配置。結果表明，當增加調度器復雜性時，能夠改進網關的可調度性。其中，EDF調度算法是CAN 到AVB以太網網關傳輸的最佳調度算法，即如果網關不能使用EDF調度算法進行調度，則該網關是不可被調度的。SP調度中的排序優先級能夠提高網關的可調度性。理論上，先入先出隊列調度在一些不理想的條件下要優于SP調度，但由于汽車控制器的延遲要求通常不是固定的，因此不能區分傳輸的優先級會使先入先出隊列調度在轉發中的實時性能不佳。

所提出的方法高效且能夠進行實時轉發且使預留的帶寬減少72%，進而減少根據AVB網絡傳輸協議轉發CAN幀消耗的資源，這將大大提高汽車架構的可擴展性。

Christian Herber et al. Design,Automation&Test in Europe Conference& Exhibition.IEEE,2015.

編譯：趙喚