論文題目：基于OSEK NM的某商用車CAN總線網關設計與驗證
摘要：在車聯網及自動駕駛不斷發展的趨勢下,為解決汽車上電子產品數量日益增多導致布線方式越來越復雜的問題,使得汽車現場總線成為汽車廠商的選擇方案。網關能實現不同總線網絡之間的通信功能,已成為汽車上不可或缺的產品。OSEK NM（Open systems and the corresponding Interfaces for automotive electronics Network Management）作為目前汽車生廠商使用最普遍的網絡管理策略之一,它具有實時監控汽車網絡狀態,協調網絡中各節點的休眠與喚醒以及故障診斷與恢復等功能,有利于提高汽車的安全性、可靠性和經濟性。因此,進行基于OSEK NM的汽車網關的研究在工程應用上很有必要。本文的主要內容包括:（1）通過查閱汽車總線和OSEK NM相關參考文獻,結合CAN總線ISO11898和OSEK2.5.3規范,對CAN總線以及OSEK NM相關原理做了介紹。（2）根據廠家提出的某商用車網關系統需求進行分析,包括網關的網絡拓撲圖、DBC文件、需求路由表以及通信矩陣等,在此基礎上設計了某商用車網關的路由功能以及OSEK NM的總體方案。（3）網關控制器硬件系統中采用飛思卡爾公司MPC5604C芯片作為主控芯片,并進行該網關控制器相關模塊設計,包含了MCU模塊、電源模塊、CAN收發系統等。（4）依據網關控制器總體方案,進行了相應的軟件設計,包含了網關控制器主程序、報文發送/接收程序、OSEK NM的網絡開啟/關閉程序、NMmain（）程序、相關中斷程序及NMNormal/Limphome狀態轉移程序等。（5）再由廠商提供的路由表以及DBC搭建了路由自動化測試環境,并用CANOE軟件編寫了路由功能的測試腳本。（6）采用手動測試和自動化測試對該網關控制器路由功能進行驗證,測試結果符合廠商設計需求;同時自動化測試與手動測試相比具有測試點更廣、效率更高和便于觀察分析等優勢,提升了測試的可靠性。（7）進行OSEK NM驗證,包含了邏輯環建立、節點被跳過、報文類型、時間參數以及休眠流程的驗證,結果表明本設計OSEK NM符合OSEK NM2.5.3規范要求。
關鍵詞：某商用車網關;OSEK NM;MPC5604C;自動化測試
學科專業：車輛工程（專業學位）
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 CAN總線研究現狀
1.2.2 OSEK NM研究現狀
1.3 本文主要研究內容
2 CAN總線以及OSEK NM相關協議
2.1 CAN總線ISO11898 協議
2.1.1 CAN的網絡體系結構
2.1.2 CAN物理電平
2.1.3 位定時和同步
2.1.4 CAN協議中的幀結構
2.1.5 錯誤幀
2.2 OSEK NM2.5.3 協議
2.2.1 OSEK組成及功能
2.2.2 網絡管理協議數據單元(NMPDU)
2.3 本章小結
3 系統總體設計
3.1 系統功能概述
3.2 路由功能的設計
3.2.1 報文路由
3.2.2 信號路由
3.3 OSEK NM的設計
3.3.1 OSEK NM的策略概述
3.3.2 CAN總線上NMPDU的傳輸與接受機制
3.3.3 邏輯令牌網絡機制
3.3.4 網絡狀態
3.3.5 網絡管理啟動
3.3.6 網絡管理關閉
3.4 本章小結
4 系統硬件與軟件設計
4.1 硬件設計概述
4.1.1 MCU模塊設計
4.1.2 EEPROM模塊設計
4.1.3 JTAG設計
4.1.4 CAN收發器模塊設計
4.1.5 電源管理模塊設計
4.1.6 硬件接口
4.2 軟件設計概述
4.2.1 主程序設計
4.2.2 路由程序設計
4.2.3 網絡管理程序設計
4.2.4 NMmain()的設計
4.3 程序下載
4.3.1 下載工具
4.3.2 下載步驟
4.4 本章小結
5 路由自動測試環境的搭建
5.1 需求文件的準備
5.2 上位機環境配置
5.3 自動測試環境腳本設計
5.3.1 報文路由測試用例設計
5.3.2 信號路由測試用例設計
5.4 硬件環境搭建
5.5 本章小節
6 測試結果及分析
6.1 路由測試結果
6.1.1 手動測試結果
6.1.2 自動測試結果
6.2 OSEK NM測試結果
6.2.1 OSEK NM相關定時器測試
6.2.2 OSEK NM Alive、Ring、Limphome報文格式測試
6.2.3 OSEK NM邏輯環測試
6.2.4 OSEK NM節點被跳過測試
6.2.5 OSEK NM休眠測試
6.3 本章小結
7 總結與展望
7.1 工作總結
7.2 展望
參考文獻
致謝