● 摘要
CAN总线协议是国际上应用最广泛的总线协议之一,广泛应用于应用于汽车、轮船和航空航天领域。它具有凭借着灵活性高,错误监测能力强,时延短的优点。同时CAN协议也有一些缺点,比如高优先级报文长期占用总线会阻塞低优先级报文的发送,海量报文的传输会导致网络性能的下降,同ID报文的传输会导致CAN节点不断重发直到错误退出等。为了弥补这些缺陷,CAN协议允许用户自定义应用层协议进行带宽管理。如何评价用户自定义应用层协议的优劣成为急需解决的课题。针对上述急需解决的课题,本论文搭建了双通道容错CAN网络测试对象,探索性地研究和初步实现了评价用户自定义协议的测试平台。研究了CAN协议的相关规范,翻译并分析了基于CAN协议的用户自定义ARINC 825协议,设计并实现了ARINC 825测试工具;研究了网络通信中的若干性能指标,设计了网络传输时间、网络吞吐量和网络利用率的测量方法,实现了网络分析工具;研究了CAN协议的三种主要缺陷,实现了以这三种攻击为主的报文攻击工具;吸收了故障注入的思想,运用FPGA器件和verilog编程,设计了嵌入式故障注入工具,提出了故障注入和报文攻击的故障概率模型。此外,本论文还实现了一些辅助工具,包括用于交换数据的双端口查看工具和Matlab调用工具等。目前国内对双通道容错CAN总线的测试很少,相信本论文对该领域今后的研究具有一定参考价值。相比国外著名的商业软件CanAnalyser及CANoe,本论文更加注重可视化实时显示,并且嵌入了FPGA故障注入,设计了报文攻击模式,仿真了2007年底的ARINC 825协议。为机电管理系统多主总线CAN网络性能评测提供了支持,为我国飞机事业的发展贡献一份力量。
相关内容
相关标签