随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展,工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支,并取得了巨大进步。其中现场总线（Fieldbus）的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点,由于现场总线的标准尚未统一,使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥。控制器局部网CAN（Controller-Aera-Network）正是在这种背景下应运而生的。由于基本的CAN协议没有对实时数据传输时间给出明确的限制,因此在高负荷的情况下会导致系统性能有所下降,甚至会影响连接到CAN总线中的实时应用系统的稳定性,或导致崩溃。虽然在网络通信调度方面已有所进展,但是在信号延迟和带宽利用率方面还有待改进。本文较深入地研究了CAN总线中的动态调度问题,提出了基于CAN总线的实时动态调度方案。一方面,此方案把时间间隙概念引入到CAN网络,使带宽分配更加合理、实时数据的传输更快,从而最小化带宽和延迟的消耗。另一方面,方案考虑了实时数据的重传机制。当实时数据传输失败时,利用非实时间隔重发此数据而无须分配另外的网络资源,这种重传机制减少了实时数据的时延。本文归纳了间隙选择机制和数据重传机制,给出了满足所有数据的稳定条件:经过验证,本方案在网络利用率和传输请求程序的平均信号延迟方面有明显的优势。本文对这两方面的改进及其应用进行了较详细的说明,并简单介绍了动态调度方案的仿真实验环境。
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