實時傳輸網絡FlexRay原理與範例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張鳳登，付敬奇著 著

圖書標籤:

• FlexRay
• 汽車網絡
• 實時通信
• 工業控製
• 嵌入式係統
• 網絡協議
• 總綫技術
• 汽車電子
• 通信原理
• 範例代碼

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121313004

商品編碼：12607418380

齣版時間：2017-04-01

作  者:張鳳登,付敬奇 著 定  價:59 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2017年04月01日 頁  數:307 裝  幀:平裝 ISBN:9787121313004 實時係統的目的是監視和驅動被控對象的動態過程，通常需要以“實時”方式運行，它的正確性不僅取決於任務所執行計算的邏輯結果，而且取決於這些結果的産生時刻。實時係統分為強實時係統、關鍵性實時係統和弱實時係統三類，其中關鍵性實時係統受到可靠性的製約，涉及運行安全性和容錯問題，因此，盡管其他兩類係統的工業網絡協議已經比較成熟瞭，但這類係統的網絡化仍處於發展過程中。關鍵性實時係統中的實時傳輸網絡與汽車、飛機、航海航空、鐵路交通、武器裝備、核電、機器人等涉及生命和財産安全的重要領域的技術進步密切相關，然而，關等 ●目    錄
●第1章  概述1
●1.1  實時係統中的問題2
●1.1.1  信息技術係統2
●1.1.2  實時係統及其分類2
●1.1.3  分布式實時係統的復雜性4
●1.1.4  “時間觸發”和“事件觸發”互動範式5
●1.1.5  數字總綫係統6
●1.2  現有嵌入式係統多路傳輸網絡的局限性7
●1.2.1  CAN的發展曆程7
●1.2.2  CAN的局限性8
●1.2.3  CAN在概率特徵和確定性方麵的解決方案9
●1.2.4  TTCAN協議11
●1.3  綫控係統的興起15
●1.3.1  X-by-Wire15
●1.3.2  高級應用需求16
●1.3.3  高級功能需求18
●1.4  FlexRay的起源及發展曆史20
●1.4.1  FlexRay聯盟的成立20
●1.4.2  FlexRay的目標22
●部分目錄

內容簡介

    實時多路傳輸網絡是在嵌入式係統和自動控製係統高度發展的基礎上形成的一個新主題，其主要目標在於探索具有速度快、實時性強、容錯、操作靈活、智能分布的安所有渠道絡係統，至今仍處於發展過程中。本書以清晰、閤適的方式，係統地描述瞭實時傳輸網絡FlexRay的産生背景、協議、理論與技術基礎，重點探討瞭與FlexRay的形成及應用密切相關的全局時間同步和任務實時調度原理，並結閤輔助開發工具介紹瞭FlexRay總綫係統的開發、集成、分析和測試方法。全書共分為10章，每章配有習題。本書在編寫過程中廣泛吸取瞭實時傳輸網絡方麵的近期新成果，全書內容自成體係，結構緊湊，前後呼應，具有一定的優選性、係統性和實用性。本書可作為高等院校汽車電子、自動化、測控技術、信息工程、微電子、計算機、電氣工程和機電一體化等專業高年級本科生、研究生的教材，也可作為從事實時傳輸網絡、嵌入等 張鳳登,付敬奇 著     張鳳登：上海理工大學教授，上海市自動化學會常務理事，中國儀器儀錶學會過程檢測控製儀錶分會常務理事，中國人工智能學會自然計算與數字智能城市專業委員會委員，中國儀器儀錶學會嵌入式儀錶及係統技術分會理事，中國儀器儀錶學會教育工作委員會委員，《自動化儀錶》期刊編委，先後主持或閤作完成來自省、市、部及企*單位的各類教學與科研項目36項，獲得機械工業部科技進步三等奬2項、科技成果推廣應用榮譽證書2項、發明專利3項、實用新型專利6項、軟件著作權2項，發錶論文121篇，齣版著4部。 前    言實時係統的目的是監視和驅動被控對象的動態過程，通常需要以“實時”方式運行，它的正確性不僅取決於任務所執行計算的邏輯結果，而且取決於這些結果的産生時刻。實時係統分為強實時係統、弱實時係統和關鍵實時係統三類，其中關鍵實時係統受到可靠性的製約，涉及運行安全性和容錯問題。在關鍵實時係統中，如果響應時間延遲所導緻的結果是錯誤的，並且失效所産生的後果超過係統的附加值，那麼係統的所有運行情況必須進行確認，研究難度較大。因此，這類係統的發展一直滯後於前兩類係統。FlexRay作為汽車行業新推齣的實時傳輸網絡係統，它既考慮瞭時間同步、通信調度和容錯機製，又考慮瞭傳輸速度、安全性、操作靈活性、實時、分布式智能、網絡拓撲等，對於關鍵實時係統的發展將會起到極大的推動作用。但是，FlexRay將許多概念交集在一起，深奧難懂，給人們學習和掌握這一新型網絡帶來很大睏難等

《嵌入式係統實時通信：CAN FD與LIN總綫深入解析》 本書麵嚮的對象： 本書特彆為需要深入理解和掌握現代汽車電子和工業自動化領域主流嵌入式係統通信協議的工程師、技術人員、項目經理以及相關專業的高年級本科生和研究生而編寫。如果您是從事汽車電子軟件開發、硬件集成、故障診斷、係統設計，或是正在為工業設備開發控製器、傳感器網絡、執行器控製等，並且您希望超越基礎知識，探究更高效、更具成本效益的通信方案，那麼本書將是您的理想選擇。 本書的核心價值： 在當今高度互聯和數據驅動的時代，嵌入式係統通信的效率、可靠性和靈活性直接決定瞭整個係統的性能和競爭力。本書聚焦於兩種在過去十年中迅速崛起並廣泛應用的通信協議——CAN FD（Controller Area Network Flexible Data-Rate）和LIN（Local Interconnect Network）。我們不僅僅是介紹它們的語法和基本框架，而是深入剖析其設計理念、工作原理、技術優勢以及在實際應用中的關鍵考量。本書旨在為您提供一個全麵的、實操性的知識體係，使您能夠自信地在復雜項目中應用CAN FD和LIN，並對其進行優化和擴展。 本書涵蓋的主要內容： 第一部分：CAN FD——邁嚮更高性能的CAN總綫 第一章：CAN總綫的迴顧與演進 重溫經典CAN（Classical CAN）的基石：多主、事件驅動、錯誤檢測與容錯機製。 分析Classical CAN的瓶頸：數據吞吐量限製、有效載荷大小的不足，以及其在現代高帶寬需求下的局限性。 引齣CAN FD的必要性：為何需要一次技術革新來滿足日益增長的數據需求。 第二章：CAN FD的核心技術與優勢 比特速率切換（Bit Rate Switching, BRS）： 深入剖析BRS的工作機製，如何通過在傳輸過程中動態改變比特速率來顯著提升數據傳輸效率。我們將詳細解釋ACK階段和數據階段的速率變化，以及其對總綫負載和延遲的影響。 更大的有效載荷（Larger Payload）： 詳細介紹CAN FD支持的最大64字節數據幀，對比Classical CAN的8字節限製。分析這意味著什麼——減少幀數、降低開銷、提高整體吞吐量。 CRC（Cyclic Redundancy Check）的增強： 闡述CAN FD采用的新的、更長的CRC序列（CRC-17和CRC-21），以及其如何提供更強大的錯誤檢測能力，尤其是在高數據速率下。 其他關鍵改進： 探討新的Stuff Bit計數機製、復位分隔符（Bit Stuffing Boundary）等細節，這些看似微小的改變如何共同提升CAN FD的健壯性和效率。 第三章：CAN FD的物理層與電氣特性 信號傳輸： 詳細介紹CAN FD的差分信號傳輸原理，分析不同速率下的驅動和接收特性。 阻抗匹配與總綫終端： 深入講解在不同網絡拓撲和速率下，如何正確選擇和配置總綫終端電阻，以確保信號完整性和減少反射。 多速率環境下的挑戰與解決方案： 探討在混閤CAN FD和Classical CAN的網絡中，如何處理速率不匹配的問題，以及相關的設計考慮。 不同PHY芯片的選擇與評估： 針對市麵上主流的CAN FD物理層控製器，提供選型建議和性能評估的依據。 第四章：CAN FD協議棧與幀格式深度解析 CAN FD幀結構： 精細地解析CAN FD數據幀和遠程幀的每一個字段，包括SOF、Arbitration Field（ID、RTR、IDE）、Control Field（EDL、BRS、ESI、DLC）、Data Field、CRC Field、ACK Field、EOF、IFS等。重點講解EDL、ESI、DLC與BRS等新字段的含義和作用。 DLC（Data Length Code）的靈活運用： 詳細分析DLC在CAN FD中的擴展意義，以及如何選擇最適閤實際數據量的DLC值以優化效率。 ESI（Error State Indicator）標誌： 深入理解ESI的作用，以及它在區分主動錯誤幀和被動錯誤幀中的重要性。 CAN FD的錯誤處理機製： 結閤CAN FD的新特性，深入分析其在錯誤檢測、錯誤幀的産生與傳播、以及節點錯誤計數和離綫處理等方麵的機製。 第五章：CAN FD的實際應用與最佳實踐 汽車電子領域的應用： 聚焦於CAN FD在車身控製、動力總成、ADAS（高級駕駛輔助係統）、信息娛樂係統等關鍵領域的應用案例。例如，如何在ECU之間高速傳輸傳感器數據、控製指令、診斷信息等。 工業自動化領域的應用： 探討CAN FD在工業機器人、PLC（可編程邏輯控製器）、分布式I/O、運動控製等場景下的優勢，以及如何構建高效可靠的工業現場總綫。 軟件實現與驅動開發： 提供CAN FD驅動程序的設計思路，如何與RTOS（實時操作係統）集成，以及常用的API接口介紹。 總綫負載計算與性能優化： 學習如何準確估算CAN FD總綫的負載率，並根據實際需求進行參數調整（如總綫速率、DLC選擇、消息優先級分配）以達到最佳性能。 故障排除與調試技巧： 介紹使用示波器、邏輯分析儀、CAN總綫分析儀等工具進行CAN FD網絡故障診斷的實用方法。 第二部分：LIN——經濟高效的低速串行總綫 第六章：LIN總綫的設計理念與定位 LIN的起源與目標： 介紹LIN作為一種低成本、低復雜度、低功耗的串行通信協議，主要用於滿足車身電子領域非關鍵性任務的通信需求。 LIN與CAN的互補性： 詳細闡述LIN如何與CAN（包括Classical CAN和CAN FD）協同工作，構建分層通信體係，實現成本與性能的平衡。 LIN的技術優勢： 強調LIN的低成本硬件實現（單綫、低速）、簡單的協議、易於集成等特點。 第七章：LIN總綫的工作原理與協議細節 主從（Master-Slave）架構： 詳細解析LIN的網絡拓撲，主節點（Master）和從節點（Slave）的角色和職責。 報文傳輸流程： 深入分析LIN的同步傳輸機製，包括Sync Break、Sync Field、PID（Protected Identifier）、Data Field和Checksum的生成與校驗。 Sync Break與Sync Field： 解釋Sync Break和Sync Field的生成條件和作用，如何實現節點間的同步。 PID（Protected Identifier）： 詳細講解PID的構成（標識符和校驗位），以及如何通過PID來識彆數據內容和進行校驗。 Data Field的長度與數據傳輸： 介紹LIN支持的數據字節長度，以及如何根據PID中的DLC（Data Length Code）來確定傳輸的數據量。 Checksum（校驗和）： 深入剖析LIN的兩種校驗和計算方法（經典校驗和和增強校驗和），以及它們的重要性。 LIN的錯誤檢測與處理： 講解LIN在報文校驗、節點錯誤檢測、報文丟失等方麵的處理機製。 第八章：LIN的物理層與電氣特性 單綫通信： 詳細介紹LIN的單綫信號傳輸方式，以及其電氣特性（如電壓電平、速率等）。 總綫拓撲與連接： 講解LIN網絡的星型拓撲或混閤拓撲，以及節點間的連接方式。 LIN收發器（Transceiver）的選擇： 提供LIN收發器的選型指南，關注其驅動能力、保護特性、功耗等參數。 LIN的喚醒機製： 介紹LIN如何通過總綫活動或外部觸發來喚醒節點，以及相關的通信管理。 第九章：LIN的實際應用與開發實踐 車身電子領域的典型應用： 重點展示LIN在車窗升降、座椅調節、後視鏡控製、車內燈光、雨颳器、車門鎖等低速控製和狀態反饋場景下的廣泛應用。 LIN與ECU的集成： 講解如何在微控製器（MCU）上實現LIN接口，以及常用的LIN驅動庫的使用。 LIN通信的配置與管理： 介紹LIN主節點（Master）的通信調度配置，如何定義報文時序和優先級。 LIN網絡的設計與調試： 提供LIN網絡設計的注意事項，例如總綫長度、節點數量、信號完整性等。介紹使用示波器、邏輯分析儀等工具進行LIN總綫調試的技巧。 LIN的成本效益分析： 結閤實際項目，分析LIN在降低係統成本方麵的優勢，以及如何權衡其在性能上的限製。 第三部分：綜閤應用與前沿展望 第十章：CAN FD與LIN的混閤應用策略 分層通信架構設計： 探討如何根據係統需求，將CAN FD應用於高速、高帶寬的數據傳輸，將LIN應用於低速、低成本的控製任務，形成高效的混閤通信係統。 網關（Gateway）的設計與實現： 詳細闡述如何在CAN FD和LIN之間構建網關，實現不同總綫協議之間的數據轉換、路由和管理。 係統集成與測試： 介紹在包含CAN FD和LIN的復雜係統中，如何進行整體的係統集成和嚴格的測試驗證。 第十一章：未來趨勢與新興技術 汽車電子通信的演進： 展望汽車電子對通信帶寬、實時性、安全性的更高要求，以及Ethernet in Automotive等新興技術的影響。 工業4.0與智能製造中的通信： 探討TSN（Time-Sensitive Networking）、OPC UA等在工業自動化領域的發展，以及CAN FD和LIN如何適應這些變化。 軟件定義汽車（SDV）與通信協議： 結閤軟件定義汽車的趨勢，分析通信協議在汽車電子架構中的角色演變。 本書的特色： 理論與實踐深度結閤： 本書不僅提供深入的理論解析，更注重結閤實際應用案例和工程實踐，幫助讀者將知識轉化為解決實際問題的能力。 豐富的圖示與錶格： 大量精心設計的圖示、流程圖和錶格，直觀清晰地展示協議的復雜概念和技術細節。 詳實的協議細節： 對CAN FD和LIN協議的關鍵字段、報文格式、工作流程進行細緻入微的講解，不留技術盲點。 工程經驗分享： 融入作者在實際項目中的工程經驗和技術洞察，為讀者提供寶貴的參考和藉鑒。 前沿技術展望： 關注行業發展趨勢，引導讀者瞭解未來通信技術的發展方嚮。 通過本書的學習，您將能夠： 深刻理解 CAN FD和LIN的技術原理、優勢和局限性。 熟練掌握 這兩種協議在不同應用場景下的設計、實現和調試方法。 有效優化 您的嵌入式係統通信性能，降低係統成本。 自信地應對 復雜的通信協議設計與集成挑戰。 為您的職業發展 在汽車電子、工業自動化等領域奠定堅實的基礎。 無論您是尋求突破技術瓶頸的工程師，還是希望係統學習嵌入式通信的開發者，本書都將是您不可或缺的案頭參考和實用指南。

評分☆☆☆☆☆

我是一名熱衷於鑽研汽車技術細節的業餘愛好者，雖然沒有專業背景，但對汽車的演進曆程以及背後技術原理充滿好奇。近年來，隨著汽車智能化、網聯化程度的不斷提高，我經常聽到“FlexRay”這個詞，它似乎代錶著一種更先進、更可靠的汽車通信方式。我希望《實時傳輸網絡FlexRay原理與範例》這本書，能夠用一種相對易懂的方式，為我這樣的普通讀者揭開FlexRay的神秘麵紗。我最想瞭解的是，FlexRay究竟比我們熟悉的CAN總綫在哪些方麵更厲害，它為什麼能夠實現更快的速度和更穩定的傳輸。書中能否用一些生動的比喻和形象的圖示，來解釋FlexRay的通信方式，比如它如何像一個精密的“交通調度員”，有序地安排信息在汽車的各個“站點”之間流動。對於“範例”部分，我希望能夠看到一些貼近生活的例子，比如在自動駕駛、輔助駕駛等功能中，FlexRay是如何發揮作用，讓汽車的反應更加迅速和準確。我希望能通過這本書，不僅能理解FlexRay的基本概念，還能感受到它為現代汽車帶來的巨大進步，以及它在未來汽車發展中的重要地位。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛接觸汽車電子行業的新人，我選擇《實時傳輸網絡FlexRay原理與範例》這本書，很大程度上是齣於對未來職業發展的考量。目前，我的知識儲備主要集中在傳統的嵌入式軟件開發，對於車載網絡通信這一塊，瞭解得還比較淺顯。FlexRay這個名字，對我來說既陌生又充滿好奇，我聽說它在現代汽車中扮演著越來越重要的角色，尤其是在一些對實時性和安全性要求極高的係統中。我希望能通過閱讀這本書，循序漸進地瞭解FlexRay的基本概念，比如它與CAN總綫有什麼本質的區彆，為什麼它能實現更高的實時性，以及它在架構設計上有什麼獨到之處。我特彆關注書中是否能夠提供一些易於理解的圖解，來形象地展示FlexRay的報文結構、傳輸時序圖，以及如何進行節點間的同步。對於“範例”部分，我則充滿瞭期待，希望能看到一些實際的項目開發案例，從需求分析、協議選型，到具體的硬件選型、軟件實現，再到最終的測試驗證，都能有詳細的步驟和代碼示例。這樣，我不僅能理解理論，還能掌握實踐，為將來獨立完成FlexRay相關的開發任務打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名大學的嵌入式係統專業在讀博士生，我一直在進行與汽車電子通信相關的研究。我的研究方嚮涉及高實時性、高可靠性通信協議的設計與優化，而FlexRay協議正是這一領域內繞不開的重要課題。我希望《實時傳輸網絡FlexRay原理與範例》這本書，能夠為我提供一個係統、嚴謹的理論框架，深入剖析FlexRay協議的核心原理。具體來說，我非常期待書中能夠詳細闡述FlexRay的“準靜態”通信機製，包括其時間片分配、消息調度策略，以及如何通過時鍾同步算法來保證各節點之間達到微秒級的精度。同時，我也希望書中能夠包含對FlexRay的故障容錯機製的深入分析，例如其雙通道冗餘設計、CRC校驗、以及在檢測和處理總綫錯誤方麵的具體實現。對於“範例”部分，我更傾嚮於看到一些能夠啓發研究思路的案例，比如如何利用FlexRay協議的特性來設計更高效、更具魯棒性的汽車電子控製算法，或者如何對FlexRay網絡進行性能建模和仿真分析。我希望這本書能夠為我提供紮實的理論基礎和豐富的研究素材，幫助我在FlexRay領域取得突破。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題就足夠吸引人瞭，對於我這樣一個長期在汽車電子領域摸爬滾打的工程師來說，“FlexRay”這三個字本身就代錶著一種挑戰和機遇。我一直深耕於CAN總綫，對它的優點和局限性瞭如指掌。而FlexRay，作為一種更為先進的通信協議，其在性能、實時性和容錯性方麵的優勢，我早已有所耳聞，但苦於沒有一個係統性的入門指南。市麵上關於嵌入式係統和通信協議的書籍不少，但真正能深入淺齣地解析FlexRay這樣復雜技術的，確實屈指可數。我特彆希望這本書能從最基礎的物理層開始，層層遞進，解釋清楚FlexRay的幀結構、時序特性、調度機製，以及它在實際應用中是如何解決傳統總綫麵臨的瓶頸問題的。比如，關於其“時分多址”的通信方式，我希望能有非常具體的圖示和公式推導，讓我理解其精確的時間同步是如何實現的，以及如何保證在惡劣的電磁環境下依然能夠穩定可靠地傳輸數據。另外，書中能否包含一些關於FlexRay在不同汽車電子子係統中的典型應用案例，例如動力總成控製、底盤控製、ADAS等，那就更好瞭。我期待通過這本書，能夠建立起對FlexRay的全麵認知，並能將其與我已有的CAN總綫知識進行對比分析，從而為我未來的工作提供更廣闊的思路和技術支撐。

評分☆☆☆☆☆

我是一名專注於汽車電子係統集成和測試的工程師，對於各種車載通信協議的性能和兼容性有著極其嚴苛的要求。近些年來，隨著汽車功能的日益復雜化和智能化，對通信網絡的實時性、可靠性和帶寬的需求也呈指數級增長。FlexRay協議，憑藉其獨特的雙通道冗餘、確定性時序和高帶寬傳輸能力，在我看來，是未來汽車電子網絡架構的關鍵組成部分。因此，我非常渴望通過閱讀《實時傳輸網絡FlexRay原理與範例》這本書，能夠深入理解FlexRay協議的設計哲學，特彆是其在數據幀格式、通信調度算法（如靜態段和動態段的劃分與使用）、以及錯誤檢測與糾正機製方麵的精妙之處。我尤其關注書中能否對FlexRay的物理層特性進行細緻的講解，包括其傳輸介質、電氣特性以及如何實現精確的時鍾同步，這對實際的硬件設計和係統集成至關重要。此外，書中提供的“範例”部分，我期望能夠看到一些在實際汽車電子産品開發中遇到的典型問題，以及FlexRay是如何被有效地應用於解決這些問題的。例如，在安全性要求極高的製動係統或轉嚮係統中，FlexRay的容錯和實時性優勢是如何體現在具體的應用場景中的。