TTCAN总线在电动汽车中的应用

在分布式实时控制系统中主要存在着时间触发与事件触发两种通信调度机制，前者适合于传输实时周期性消息，而后者主要适合于传输非周期性消息。CAN总线本质上是属于事件触发机制，一般通过降低总线资源利用率来减少总线竞争与总线错误对消息实时性造成的影响。而TTCAN是一种基于CAN总线充分利用时间触发与事件触发两种机制优点的新型协议，其调度的消息具有确定的传输行为。TTCAN中消息的发送和接收都是基于时间过程来完成的。TTCAN存在一个时间意义上的主节点，它基于自己的时间控制器发送包含有全局时间的参考帧，总线中的其他节点都要求与此全局时间同步。每两个参考帧之间的时间段称为一个基本循环，它包含有多个时间窗口。时间窗口可以分为独占时间窗、仲裁时间窗和空闲时间窗三类。其中，独占时间窗里只允许某个特定的消息发送；仲裁时间窗允许多个消息帧在这段时间内传送，它们对总线的访问仍然基于优先级仲裁完成；空闲时间窗用于以后系统的扩展。整个总线需要传输的消息帧和发送时间都预先定义，构成一个系统矩阵。消息的发送和接收都将按照这个矩阵有序地进行。这种方法使得消息的响应时间大大缩短，有效地满足了系统实时性的要求。

在TTCAN协议中，有两种实现方式，即级别1（Level 1）与级别2（Level 2）。在TTCAN级别1中，总线的时钟基准为周期时间，该时间基准在每个基本周期起始时刻重新启动，并以本地时间为基准。而在TTCAN级别2中，引入全局时间基准用于整个总线的时钟调节，所有节点利用该时间值对本地的时间基准进行连续的调节，但是其需要附加硬件的支持，增加了实现的复杂性。(www.xing528.com)

TTCAN协议具有带宽利用率高、通信延迟以及消息传输可管理与可预测等特点，对于解决分布式实时控制系统中消息延迟与容错具有重要的意义。