A general framework for the deterministic medium access on the controller area network
Can ağı üzerinde deterministik ortam erişimi için genel bir iş çerçevesi
- Tez No: 736264
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT, PROF. DR. KLAUS VERNER SCHMİDT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 218
Özet
Bu tez ile genel bir iş çerçevesi olarak CANDS (Determinizm ve Senkronizasyon destekli Kontrolör Alan Ağı), CAN üzerinde araç içi iletişim için önerilmektedir. CANDS, farklı saat doğruluğu ve uygulama karmaşıklığına sahip yeni saat senkronizasyonu (CS) algoritmalarından oluşan bir hiyerarşiye sahiptir. CANDS, standart CAN protokolü ve son uzantıları ile tamamen uyumluyken, deterministik veri yolu erişimi için zayıf zaman bölmeli çoklu erişim (WTDMA) konusundaki orijinal fikrimizi gerçekleştirir. CANDS içerisindeki CS yöntemleri, ofset ve kayma düzeltmesi uygular. Ofset düzeltmesi periyodik referans mesajları (RM) ile taşınan zaman damgalarına göre yapılırken, kayma düzeltmesi (1) CAN bit zamanlamasının yeniden senkronizasyon mekanizmasına; (2) periyodik zaman damgalarından hesaplanan kayma tahminlerine ve (3) ayrık zamanlı bir geri besleme kontrol döngüsünde belirlenen kayma tahminlerine göre gerçekleştirilir. CS performansı için doğru zaman damgaları gerekli olduğundan, bu tez ayrıca CAN bit zamanlamasının, osilatör kaymalarının ve farklı kablo uzunluklarının neden olduğu belirsizliklerin etkisini azaltan yeni bir zaman damgası (TS) yöntemi de geliştirir. Genel olarak, TS yöntemimiz ve CS algoritmalarımız ile yapılan donanım deneylerinde 100ns ve altında saat doğrulukları elde edilmektedir. Elde edilen saat doğruluğu sayesinde, CAN üzerinde ayrılmış ortam erişimi için WTDMA ve WTDMA zaman dilimlerinin atanması için yeni mesaj çizelgeleme algoritmaları önerilmektedir. WTDMA yazılımda gerçekleştirilir ve bitişik zaman dilimleri arasında belirli bir düzeyde girişime Taşıyıcı Algılama Çoklu Erişim/Çarpışma Çözümleme (CSMA/CR) ve CAN önleyici olmayan mesaj iletimi sayesinde izin verilir. WTDMA fikrinin doğru çalışması için yeterli koşullar ortaya konulmuş ve kapsamlı donanım deneyleri ile uygulanabilirliği doğrulanmıştır. Spesifik olarak, %90 üzerinde veri yolu yükleri ve birkaç yüz mikro saniye düzeyinde deterministik mesaj gecikmeleri elde edilmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis proposes a general framework CANDS (Controller Area Network with Determinism and Synchronization support) for in-vehicle communication on CAN. CANDS features a hierarchy of novel clock synchronization (CS) algorithms with different levels of clock accuracy and implementation complexity. Moreover, CANDS realizes our original idea of weak time division multiple access (WTDMA) for deterministic bus access, while being fully compatible with the standard CAN protocol and its recent extensions. CS methods within CANDS apply offset and drift correction. While offset correction is performed based on timestamps in periodic reference messages (RMs), drift correction is realized based on (1) the re-synchronization mechanism of the CAN bit timing; (2) drift estimates computed from periodic timestamps with RMs and (3) drift estimates determined in a discrete-time feedback control loop. Since accurate timestamps are essential for the CS performance, the thesis further develops a new timestamping (TS) method, which reduces the effect of uncertainties that are caused by the CAN bit timing, oscillator drifts and different cable lengths. Overall, clock accuracies below 100ns are achieved in hardware experiments with our TS method and CS algorithms. Benefiting from the achieved clock accuracy levels, the thesis next introduces WTDMA as a new method for slotted medium access on CAN together with novel message scheduling algorithms for the assignment of time slots in WTDMA. WTDMA is realized in software and a certain degree of interference between adjacent time slots is tolerated with the usage of Carrier Sense Multiple Access/Collision Resolution (CSMA/CR) and the non-preemptive message transmission on CAN. Sufficient conditions for the correct operation of WTDMA are derived and its practicability is validated with comprehensive hardware experiments. Specifically, bus loads above 90% and deterministic message latencies in the order of hundreds of microseconds are achieved.
Benzer Tezler
- Şişeboynu kesimlerde doruk saat akımı için dinamik model yaklaşımı
Başlık çevirisi yok
SEVGİ ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGUN GEDİZLİOĞLU
- An algorithmic framework for instantaneous and convolutive bounded component analysis
Anlık ve evrişimsel sınırlı bileşenler analizi için algoritmik çalışmalar
HÜSEYİN ATAHAN İNAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER TUNGA ERDOĞAN
- A general framework for multi-agent manufacturing systems
Çoklu etmenli üretim sistemleri için genel bir iskelet yapı
BANU KENGİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMühendislik Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN ÖZTEMEL
- Analitik hiyerarşi prosesi yardımıyla kalite fonksiyon açınımında önceliklendirme
Başlık çevirisi yok
CEM GÖRKEM ÖZARPACI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ETHEM TOLGA
- Stochastic bitstream-based vision and learning machines
Stokastik bit akışı tabanlı görü ve öğrenme makineleri
SERCAN AYGÜN
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ECE OLCAY GÜNEŞ