CAN到AVB以太网网关的传输方法

CAN到AVB以太网网关的传输方法

以太网是满足未来汽车嵌入式系统通信要求的关键技术。以太网音视频桥接（AVB）技术是一组能够保障带宽、限制延迟和精确时钟同步的IEEE标准。AVB技术虽然不能取代控制器局域网（CAN），但两者将在未来的汽车架构中共存。目前还没有关于CAN与AVB的以太网连接研究，且类似的协议也不适用或者效率不高。提出一种CAN到AVB的以太网网关传输方法。而网关设计需要遵循2个目标：①网关必须能够实时启用且可用于转发；②所利用的AVB带宽最小。首先，采用帧聚合技术将多个CAN帧聚合并调度为单个AVB以太网帧，以最小化带宽要求，其中一个AVB以太网帧能够封装大约15个CAN帧；其次，为了减少转发延迟，允许过度保留AVB资源；最后，利用先入先出队列（FIFO），严格优先级（SP）和最早期限（EDF）的调度算法选择下一个要转发的以太网帧，评估这几种静态和动态调度方法并确定最佳网关配置。结果表明，当增加调度器复杂性时，能够改进网关的可调度性。其中，EDF调度算法是CAN 到AVB以太网网关传输的最佳调度算法，即如果网关不能使用EDF调度算法进行调度，则该网关是不可被调度的。SP调度中的排序优先级能够提高网关的可调度性。理论上，先入先出队列调度在一些不理想的条件下要优于SP调度，但由于汽车控制器的延迟要求通常不是固定的，因此不能区分传输的优先级会使先入先出队列调度在转发中的实时性能不佳。

所提出的方法高效且能够进行实时转发且使预留的带宽减少72%，进而减少根据AVB网络传输协议转发CAN帧消耗的资源，这将大大提高汽车架构的可扩展性。

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

编译：赵唤