57、不同兼容性方案对汽车网络总线负载的影响

不同兼容性方案对汽车网络总线负载的影响

1 汽车网络开发与兼容性概述

在汽车网络开发过程中，每次版本发布后都有机会根据测试经验请求更改、修复漏洞、改进现有功能并添加新特性。这些更改请求会依据变更管理流程进行整合，进而产生新的通信矩阵（C - matrix）版本，完成一个开发周期。然而，当前基于固定发布周期的开发系统与快速软件创新的需求存在冲突。

在新网络平台开发初期，每个版本的更改数量较多，随着平台成熟度的提升，更改数量会逐渐减少。

1.1 总线负载计算

汽车网络的带宽需求以实际传输占用可用带宽的百分比来衡量，这个百分比被称为总线负载上限 LL。计算总线负载的通用方法如下：
首先，计算总线上每个协议数据单元（PDU）的部分负载 (l_i)，考虑其大小 (b_i)（单位：比特）、周期时间 (t_i)（单位：秒）以及总线比特率 (B)（单位：比特/秒），公式为：
[l_i = \frac{b_i}{t_i \cdot B}]
然后，将所有部分负载 (l_i) 相加，得到总线负载 (L)：
[L = \sum_{\forall i} l_i]
对于 CAN - FD，部分负载的计算需分为每个帧的高比特率和低比特率两部分。计算 (b_i) 时，不仅要考虑 PDU 的大小，还需考虑地址/仲裁位、循环冗余校验（CRC）和位填充。

1.2 时序约束

CAN 基于载波侦听/多路访问（CSMA）仲裁方案，这意味着随着总线负载的增加，任何消息传输需要等待其他传输完成的概率也会增加。为满足延迟要求，总线负载必须限制在小于 100%的值。在未进行优化的情况下，可用带宽的使用不应超过 30