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基于CANalyzer的车辆CAN网络性能分析

李世雄  付晓霞  
【摘要】:CAN(Controller Area Network)是一种串行通信协议,是由Bosch公司为汽车应用而开发的一种多主机局域网系统。CAN现场总线技术同其它较高级的网络一样,在其设计、应用和运行过程中存在网络性能问题。在CAN网络性能分析中,确定了以下几项性能指标:网络吞吐量、网络负载、平均传输时延。这些性能指标描述了CAN网络的动态性能。在本文中利用CANalyzer工具对实际的系统进行仿真分析,主要讨论以下几个问题:平均延迟时间对网络负载的影响;节点数对网络负载的影响;ID仲裁优先权的模拟。平均延迟时间对网络负载的影响:第一,如果报文是周期性的信息,并且它的延迟时间为0,那么,网络的峰值负载为100%,表明报文己经占满整个带宽,使得系统的备用能力为0,这样如果有一个节点或新的报文加入,系统立刻就会变得不可执行,这说明该系统的性能非常差;如果改变延迟时间,就会不同程度地改变系统的网络负载,从而改变系统的性能。第二,系统的延迟时间越长,网络的峰值负载越小,但只能是越来越趋近于0。这是因为延迟时间越长,每秒钟发出的报文帧数越少。网络的峰值负载越小,占用的系统带宽越小,系统的备用能力越强,系统就越可靠。所以,在软件模拟过程中,必须根据实际情况设置合适的延迟时间,使系统有足够的备用能力和最优越的性能。节点数对网络负载的影响:网络负载与节点数基本上呈线性关系,这是因为只改变系统的节点数,即系统每秒钟发出的帧数发生了改变,每插入一个节点,帧数就会增加一倍,理论上说它的网络负载也应增加一倍。ID仲裁优先权的模拟:利用CANalyzer工具对给定的ID进行仲裁,目的是为了验证理论与实际是否相符合。经过对CAN网络的性能分析,可以看出,随着平均延迟时间的增加,CAN网络性能呈上升的趋势;而随着网络总节点数的增加,CAN网络性能呈下降的趋势。

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