CN105915425B - 一种面向车载can fd网络的信号分组打包方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，包括如下步骤：步骤1，依据信号的周期大小对信号进行分组，并根据周期大小对分组得到的信号组进行升序排列；步骤2，依据空闲带宽评价指标和整数线性规划算法将信号组依次打包到消息之中，得到消息集；步骤3，按照时间健壮性升序的顺序为打包后得到的消息集分配优先级并进行调度分析，如果打包后得到的消息集不可调度，则对打包后得到的消息集进行拆分以提高整个消息集的可调度性，直到打包后的消息集可调度或没有消息可被拆分为止。此种方法可在保证CAN FD网络可调度的前提下，实现网络带宽利用率的优化。

Description

一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法

技术领域

本发明属于汽车电子领域，涉及一种车载ECU中通信信号数据的处理，特别涉及一种面向车载CAN FD网络带宽利用率优化的信号分组打包方法。

背景技术

随着汽车在人们的日常生活中发挥越来越重要的作用，人们从经济和社会等方面对汽车提出了越来越严格的要求。因此，汽车正朝着电子化、网络化和智能化的方向飞速发展。汽车工业正经历的上述变革使得汽车电子系统的复杂性骤增，车载网络中需传输的数据量急剧增多。但是现有的在汽车电子系统中应用最为广泛的CAN网络的最大带宽仅为1Mbps，为此博世在2011年推出了一种CAN升级版的网络协议CAN FD。CAN FD的最大带宽可达8Mbps，可满足快速增长的车载数据的传输要求。但是CAN FD消息的负载以字节为单位，负载大小可分别设置为{1,2,3,4,5,6,7,8,12,16,20,24,32,48,64}。因此，不同的信号打包结果将产生不同的带宽需求。现有研究已经证明CAN信号打包问题是一个典型的NP难问题，CAN FD消息负载的配置比CAN更复杂。因此，需要提出一种高效的CAN FD信号打包算法来实现CAN FD高带宽的有效利用。

为解决该问题，一种简单的信号打包方法是将每个信号都单独打包成一个消息。但是该方法生成的消息个数与信号个数相等，一方面将增加消息之间相互竞争网络的几率，另一方面，消息包含的带宽没有被充分利用，从而造成了带宽的浪费。中国专利申请号201410113555.7,名称“一种面向汽车CAN网络带宽消耗优化的车辆信号封装方法”和研究工作(如“Sandstrom K,Norstrom C,Ahlmark M.Frame Packing in Real-TimeCommunication.In:Proc.of RTCSA.2000.399–403.”、“Saket R,Navet N.Frame PackingAlgorithms for Automotive Applications.Journal of Embedded Computing,2(1):93–102,2006.”、“Polzlbauer F,Bate I,Brenner E.Optimized Frame Packing forEmbedded Systems.IEEE Embedded Systems Letters,2012,4(3):65–68.”等)提出了面向CAN的信号打包方法，但是一方面，该方法面向CAN FD的消息格式、带宽等方面与CAN不同，CAN FD的信号打包更加复杂。另一方面，现有方法仅以单个信号作为打包的基本单元，未就周期相等的信号进行统一打包，打包结果对应的带宽利用率不够高效。“Bordoloi U D,Samii S.The Frame Packing Problem for CAN-FD.In:Proc.of RTSS.2014.284-293.”提出一种基于动态规划的CAN FD信号打包算法，但是该算法仅适用于信号大小为整数个字节的情况，且以单个信号作为打包单元，在算法的通用性和带宽利用率优化方面不足。因此，必须提出面向车载CAN FD网络的信号打包方法，在满足系统实时性要求的前提下，实现带宽利用率的优化。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，其可在保证CAN FD网络可调度的前提下，实现网络带宽利用率的优化。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，包括如下步骤：

步骤1，依据信号的周期大小对信号进行分组，并根据周期大小对分组得到的信号组进行升序排列；

步骤2，依据空闲带宽评价指标和整数线性规划算法将信号组依次打包到消息之中，得到消息集；

步骤3，按照时间健壮性升序的顺序为打包后得到的消息集分配优先级并进行调度分析，如果打包后得到的消息集不可调度，则对打包后得到的消息集进行拆分以提高整个消息集的可调度性，直到打包后得到的消息集可调度或没有消息可被拆分为止。

上述步骤1中，还对信号组内的信号按照信号大小进行升序排列。

上述步骤2的详细内容是：

21)如果当前打包的信号组S_k不是周期最小的信号组，则转到步骤42)，否则，根据S_k中所有信号的大小总和sum_k的情况对S_k进行如下处理：如果sum_k小于或等于CAN FD消息允许的最大负荷时，新生成一个空消息f_new，并将S_k中的所有信号都打包到f_new之中，然后将f_new加入已有的消息集F之中；如果sum_k大于CAN FD消息允许的最大负荷时，生成一个空消息f_new，并采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号打包到f_new之中；然后，将已经打包到f_new之中的信号从S_k中删除；如果S_k不为空，再生成一个空消息f_new，按照同样的方法对S_k中的信号进行打包，直到S_k中的所有信号都打包到消息之中；然后将打包生成的消息加入已有的消息集F之中；

22)如果当前打包的信号组S_k不是周期最小的信号组，则首先采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号打包到F包含的已有消息的负载级空闲P_SLK_j之中，然后更新有新信号插入的已有消息的大小、周期和截止时限，并将已经打包的信号从S_k中删除；

该步骤处理完之后，如果S_k为空，则返回步骤21)；否则进入步骤23)，对S_k中的剩余信号进行继续处理；

23)对S_k的打包归属进行分析：如果消息集F中部分或所有已有消息的消息级空闲带宽之和仍不够容纳S_k中的所有信号，进入步骤24)；否则，对“采用整数线性规划算法将S_k中的所有信号打包到已有消息的消息级空闲带宽之中”和“采用整数线性规划算法将S_k中的所有信号打包到空消息之中”这两种可能的方案对应得到的消息集F的带宽利用率U进行对比分析，如果F中部分或所有已有消息的消息级空闲带宽之和足够容纳S_k中的所有信号时，按照周期降序的顺序依次选择足够容纳S_k中的所有信号的已有消息；如果前一种方案对应的带宽利用率更小，则将S_k中的所有信号打包到F包含已有消息之中；否则，进入步骤24)；

24)新生成一个空消息f_new，采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号插入f_new之中，将f_new插入F之中，删除S_k中已打包的信号，如果S_k不为空，返回步骤23)；否则，返回步骤21)。

上述步骤21)中，空消息f_new的周期T_new、大小Z_new和截止时限D_new的计算公式如下：

T_new＝{t_i|s_i∈f_new}

D_new＝T_new

其中，s_i表示信号集S_k中的信号，S_k＝{s₁,s₂,…,s_i,…}，t_i表示信号s_i的触发周期，z_i表示信号s_i的大小。

上述步骤3的详细内容是：

31)假定优先级按照从高到低的顺序进行分配，消息集F中已经分配优先级的消息子集为F_a，未分配优先级的消息子集为F_n，F_a初始化为空，F_n初始化为F；在优先级分配的过程中，如果为F_n中的消息f_j分配当前优先级时f_j可调度，那么此时f_j的时间健壮性定义为其截止时限和最差反应时间的差值；如果为f_j分配当前优先级时f_j不可调度，那么此时f_j的时间健壮性为0；分配当前优先级时，如果F_n中存在多个消息均可调度，那么则按照时间健壮性升序的顺序将当前优先级分配给当前时间健壮性最小的消息；

执行完步骤31)，如果F中的所有消息均分配到合适的优先级，那么信号集S的打包结束，直接返回消息集F作为打包的输出结果，否则，进入步骤32)；

32)为F_n中的消息分配当前优先级时，所有消息均不可调度，此时，按照消息周期大小升序的顺序从F_n中选择包含周期大小不等的信号的消息进行拆分，如果更新后的F_n存在消息在分配当前优先级时可调度，则返回步骤31)进行再次分析；如果此时F_n中所有消息包含的信号的周期都相等，则消息集F不可调度，信号集S打包失败。

采用上述方案后，本发明从CAN FD网络系统设计的角度出发，研究带宽高效的信号打包方法，在保障CAN FD网络系统可调度的前提下实现带宽利用率的优化，可满足车载网络通信在运行时的安全性、可靠性方面的要求。

附图说明

图1是周期大小不等的信号打包情况示意图；

图2是信号打包实例图；

图3是信号打包的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

本发明提供一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，首先依据信号的周期大小对信号进行分组，并根据周期大小对分组得到的信号组进行升序排列。然后，提出启发式信号打包方法，将信号组依次打包到消息之中，从而形成消息集。在启发式打包过程中，将依据两个空闲带宽评价指标和整数线性规划算法来决定信号组的打包归属。最后，按照时间健壮性升序的顺序为打包后的消息分配优先级并进行调度分析。如果打包后得到的消息集不可调度，则对打包后的消息进行拆分以提高整个消息集的可调度性，直到打包后得到的消息集可调度或没有消息可被拆分为止。

本发明的具体内容如下：

步骤1，设定CAN FD网络仲裁段的带宽为500kbps，数据传输段的带宽为2Mbps。车载ECU中需发送的CAN FD信号集为S＝{s₁,s₂,…,s_i,…}，其中信号s_i的特征为{t_i,z_i,sig_d_i,mes_d_i}，分别表示信号的触发周期(单位为微秒)，大小(单位为比特)、信号初始的截止时限(单位为微秒)和信号打包到消息后的截止期限(单位为微秒)，其中t_i＝sig_d_i。根据CAN FD协议，信号需先被打包成符合其协议要求的消息才能在网络上进行调度和传输。假设S被打包后得到的消息集为F＝{f₁,f₂,…,f_j,R}，消息f_j的特征为{T_j,Z_j,L_j,C_j,D_j,P_j}，分别表示消息的周期(单位为微秒)、大小(单位为比特)、有效负载、在网络上的传输时长(单位为微秒)、截止时限(单位为微秒)和优先级，其中D_j＝T_j。信号的t_i，z_i和sig_d_i属性是已知条件，作为信号打包方法的输入。信号的mes_d_i属性和消息的属性作为信号打包方法的输出，他们的值的大小依赖于信号组打包的结果。当已知信号分组打包结果时候，上述未知属性的具体分析过程如下：

T_j的计算公式如下：

T_j＝min{t_i|s_i∈f_j} (1)

Z_j的计算公式如下：

CAN FD消息的有效负载L_j以字节为基本单位，其支持的负载大小分别为：{1,2,3,4,5,6,7,8,12,16,20,24,32,48,64}。因此，当分析得到消息的实际大小Z_j时，可由如下公式计算得到其有效负载L_j的大小：

根据L_j的计算可知C_j的计算公式如下：

其中，τ_arb表示CAN FD仲裁段的位速度，当仲裁段带宽为500kbps时，τ_arb＝2us；τ_tran表示CAN FD数据传输段的位速度，当数据段带宽为2Mbps时，τ_tran＝0.5us。

P_j的值根据时间健壮性降序的顺序分配得到，CAN FD消息按照优先级的高低进行非抢占式调度和传输，P_j的值越小，消息的优先级越高。

本发明允许周期大小不等的信号打包到同一个消息之中。如图1所示，当把周期不同的信号s₁和s₂打包到同一个消息的时候(t₁＜t₂)，消息的触发周期等于t₁。因此，在消息的调度传输过程中，周期大的信号s₂的某些实例需等待一段时间才能与消息的触发点同步(如s₂的实例2、实例3和实例4)。该等待时延的最大值max_delay的计算公式如下：

max_delay＝t₁-gcd(t₁,t₂) (5)

因此，当信号s₁被打包到消息f₁之中时，mes_d_i的计算公式如下：

步骤2，配合图3所示，CAN FD信号的分组打包过程如下：

1)对于ECU中包含的信号集S，按照信号的周期大小对其进行分组。假定信号集S分组后得到的信号组分别为S₁,S₂,…,S_k,…,S_S，其中S＝S₁∪S₂∪…∪S_k∪…∪S_S，属于同一个分组的信号的周期大小相等。

2)按照信号大小对信号组内的信号进行升序排列。

3)按照周期大小对信号组进行升序排列。

4)按照周期大小升序的顺序将各个信号组逐个打包到消息之中。该步骤的具体过程如下：

41)如果当前打包的信号组S_k不是周期最小的信号组，则转到步骤42)，否则，根据S_k中所有信号的大小总和sum_k的情况对S_k进行如下处理：如果sum_k小于或等于CAN FD消息允许的最大负载(64字节)时，新生成一个空消息f_new，并将S_k中的所有信号都打包到f_new之中，然后将f_new加入已有的消息集F之中。其中f_new中打包有信号之后新的周期T_new的周期T_new、大小Z_new和截止时限D_new的计算公式如下：

T_new＝{t_i|s_i∈f_new} (7)

D_new＝T_new (9)

如果sum_k大于CAN FD消息允许的最大负载(64字节)时，生成一个空消息f_new，并采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号打包到f_new之中。然后，将已经打包到f_new之中的信号从S_k中删除。如果S_k不为空，再生成一个空消息f_new，按照同样的方法对S_k中的信号进行打包，直到S_k中的所有信号都打包到消息之中。然后将打包生成的消息加入已有的消息集F之中，并按照式(7)-(9)计算打包生成的各个消息的相关参数。

基于整数线性规划算法的信号打包方法如下：

已知条件：已知信号组S_k包含信号s_i的大小s_size(i)。CAN FD消息大小的最大值为64bytes，即512bits。假设生成的空消息为f_j。

未知条件：二进制变量assign(i,j)表示信号s_i是否打包到消息f_j之中，如果是，则assign(i,j)＝1，否则，assign(i,j)＝0。信号打包得到的消息f_j的大小为m_size(j)。

约束条件：

以上约束分别表示打包后消息f_j的大小计算，以及消息f_j的大小不能超过512bits的限定。

优化目标：

objective:maximizem_size(j)

其中，maximize表示最大化，即在满足相应限制条件的前提下，最大化打包后的消息的大小。

通过上述整数线性规划算法求解，可在满足CAN FD消息最大负载限制的前提下，实现信号组S_k打包的最优化，即可实现CAN FD带宽利用率的最优化。

42)如果当前打包的信号组S_k不是周期最小的信号组，则首先采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号打包到F包含的已有消息的负载级空闲P_SLK_j之中，然后更新有新信号插入的已有消息的大小、周期和截止时限，并将已经打包的信号从S_k中删除。

已有CAN FD消息f_j包含的负载级空闲P_SLK_j的定义如下：

CAN FD消息的有效负载L_j以字节为单位，它的大小配置可能为：{1,2,3,4,5,6,7,8,12,16,20,24,32,48,64}。但是消息包含的信号的大小以比特为单位。因此由L_j的计算可知，消息的有效负载中可能存在未被占用的空闲比特位。设定P_SLK_j表示L_j中包含的空闲比特位的个数，它的计算公式如下：

P_SLK_j＝L_j×8-Z_j (10)

如图2给出的信号打包实例所示，该消息包含的信号的大小之和为8*8+3＝67bits。但是根据CAN FD协议，该消息的有效负载L_j等于12bytes。因此，该消息中包含的负载级空闲P_SLK_j等于29bits。

假设该步骤将信号组S_k中的信号s_i打包到了已有消息f_j之中，那么f_j的大小、周期和截止时限可分别按照如下公式进行更新：

Z'_j＝Z_j+z_i (11)

T_j'＝min(T_j,t_i) (12)

D_j'＝T_j' (13)

事实上，由于信号组按照周期大小的升序排列，后续插入已有消息的信号的周期均大于已有消息的周期。因此，实际上已有消息f_j的周期、截止时限不会发生改变。

该步骤处理完之后，如果S_k为空，则返回步骤4)；否则进入步骤43)，对S_k中的剩余信号进行继续处理。

43)对S_k的打包归属进行分析。如果消息集F中部分(或所有)已有消息的消息级空闲带宽之和仍不够容纳S_k中的所有信号，进入步骤44)。否则，需对“采用整数线性规划算法将S_k中的所有信号打包到已有消息的消息级空闲带宽之中”和“采用整数线性规划算法将S_k中的所有信号打包到空消息之中”这两种可能的方案对应得到的消息集F的带宽利用率U进行对比分析。如果F中部分(或所有)已有消息的消息级空闲带宽之和足够容纳S_k中的所有信号时，仅需按照周期降序的顺序依次选择足够容纳S_k中的所有信号的已有消息即可。

已有CAN FD消息f_j的消息级空闲带宽M_SLK_j的定义：

CAN FD消息的最大负载64bytes，因此当消息的负载未满的时候，已有消息f_j中包含消息级空闲带宽M_SLK_j(单位为比特)。M_SLK_j的计算公式如下：

M_SLK_j＝(64-L_j)×8 (14)

如图2所示的信号打包实例，M_SLK_j＝496bits。

消息f_j的带宽利用率U_j的计算公式如下：

消息集F的带宽利用率的计算公式如下：

如果前一种方案对应的带宽利用率更小，则将S_k中的所有信号打包到F包含已有消息之中。否则，进入步骤44)。

44)新生成一个空消息f_new，采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号插入f_new之中。将f_new插入F之中，删除S_k中已打包的信号。如果S_k不为空，返回步骤43)。否则，返回步骤4)。

5)按照时间健壮性升序的顺序为F中的消息分配优先级，并对F的可调度性进行分析。优先级分配方法的具体过程如下：

51)假定优先级是按照从高到低的顺序进行分配，消息集F中已经分配优先级的消息子集为F_a，未分配优先级的消息子集为F_n，即F＝F_a∪F_n。F_a初始化为空，F_n初始化为F。在优先级分配的过程中，如果为F_n中的消息f_j分配当前优先级时f_j可调度，那么此时f_j的时间健壮性定义为其截止时限和分配当前优先级时的最差反应时间的差值。如果为f_j分配当前优先级时f_j不可调度，那么此时f_j的时间健壮性为0，因此，在分配当前优先级时不需对f_j进行考虑，f_j只可能分配更低的优先级。在分配当前优先级时，如果F_n中存在多个消息均可调度，那么则按照时间健壮性升序的顺序将当前优先级分配给当前时间健壮性最小的消息。

执行完步骤51)，如果F中的所有消息均可分配到合适的优先级，即F可调度，那么信号集S的打包结束，直接返回消息集F作为打包的输出结果。否则，进入步骤52)。

52)为F_n中的消息分配当前优先级时，所有消息均不可调度。此时，则需按照如下方式对F_n中的消息进行处理。

按照消息周期大小升序的顺序从F_n中选择包含周期大小不等的信号的消息进行拆分，以最大程度降低该消息对F_n中的其它消息造成的抢占，从而提高F_n的可调度性。如果更新后的F_n存在消息在分配当前优先级时可调度，则返回步骤5)进行再次分析。如果此时F_n中所有消息包含的信号的周期都相等，则消息集F不可调度，信号集S打包失败。

以下将给出本发明的具体实施例。

假设CAN FD网络裁断段的带宽为500kbps，数据传输段的带宽为2Mbps。某个ECU中包含的信号集S＝{s₁,s₂,s₃,s₄}，所有信号的已知参数如表1所示。根据本发明提供的技术方案，首先将信号集S划分为三个如下信号组：S₁＝{s₁},S₂＝{s₂},S₃＝{s₃,s₄}，并且信号组，以及信号组内的信号按照周期大小升序的顺序进行排列。然后，从信号组S₁开始进行打包。

表1信号集实例的相关属性

由于S₁是第一个信号组且其包含的信号的大小的总和小于64bytes，因此，只需新生成一个空消息f₁，并将S₁中的信号插入f₁即可。此时得到的已有消息f₁的周期和大小等于信号s₁的周期和大小，f₁对应的负载级空闲和消息级空闲分别为2bits和504bits。接着，对信号组S₂进行打包。由于f₁的负载级空闲可容纳S₂中的所有信号，因此直接将S₂中的信号插入f₁即可。此时，f₁的大小更新为32bits、负载级空闲更新为0，其周期等其他属性不变。最后，对S₃进行打包分析。由于此时f₁的负载级空闲为0，因此需就S₃是插入已有消息f₁的消息级空闲还是新生成的空消息f₂之中进行带宽利用率分析和判断。通过如下情况1和情况2的分析可知，将S₃插入新生成的空消息f₂对应的带宽利用率更高。因此，信号集S的打包结果为{f₁,f₂}，其中f₁＝{s₁,s₂}，f₂＝{s₃,s₄}。但是如果按照已有的以单个信号为打包单元的方法，信号集S的打包结果为{f₁}，f₁＝{s₁,s₂,s₃,s₄}。由下面的分析可知，本发明提出的以信号组为打包单元的方法对应的带宽更高效。

情况1：将S₃插入已有消息f₁的消息级空闲之中

消息f₁的负载大小L₁需更新为7bytes，周期不变为1000us。

其中，C₁'和T₁'分别表示插入信号组S₃后消息f₁的传输时长和周期大小。

情况2：将S₃插入新生成的空消息f₂之中

此时存在两个消息f₁和f₂，其负载大小L₁和L₂分别为更新为4bytes和3bytes，周期分别为1000us和8000us。

其中，C₁和T₁分别表示原消息f₁的传输时长和周期大小，C₂和T₂分别表示消息f₂的传输时长和周期大小。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，依据信号的周期大小对信号集S进行分组，并根据周期大小对分组得到的信号组进行升序排列S₁,S₂,...,S_k,...,S_|S|，其中S＝S₁∪S₂∪...∪S_k∪...∪S_|S|；

步骤2，依据空闲带宽评价指标和整数线性规划算法将信号组依次打包到消息之中，得到消息集；

所述步骤2的详细内容是：

21)如果当前打包的信号组S_k不是周期最小的信号组，则转到步骤22)，否则，根据S_k中所有信号的大小总和sum_k的情况对S_k进行如下处理：如果sum_k小于或等于CAN FD消息允许的最大负载时，新生成一个空消息f_new，并将S_k中的所有信号都打包到f_new之中，然后将f_new加入已有的消息集F之中；如果sum_k大于CAN FD消息允许的最大负载时，生成一个空消息f_new，并采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号打包到f_new之中；然后，将已经打包到f_new之中的信号从S_k中删除；如果S_k不为空，再生成一个空消息f_new，按照同样的方法对S_k中的信号进行打包，直到S_k中的所有信号都打包到消息之中；然后将打包生成的消息加入已有的消息集F之中；再令k＝k+1，返回步骤21)；

22)如果当前打包的信号组S_k不是周期最小的信号组，则首先采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号打包到F包含的已有消息的负载级空闲P_SLK_j之中，然后更新有新信号插入的已有消息的大小、周期和截止时限，并将已经打包的信号从S_k中删除；

该步骤处理完之后，如果S_k为空，则令k＝k+1，返回步骤21)；否则进入步骤23)，对S_k中的剩余信号进行继续处理；

23)对S_k的打包归属进行分析：如果消息集F中部分或所有已有消息的消息级空闲带宽之和仍不够容纳S_k中的所有信号，进入步骤24)；否则，对“采用整数线性规划算法将S_k中的所有信号打包到已有消息的消息级空闲带宽之中”和“采用整数线性规划算法将S_k中的所有信号打包到空消息之中”这两种可能的方案对应得到的消息集F的带宽利用率U进行对比分析，如果F中部分或所有已有消息的消息级空闲带宽之和足够容纳S_k中的所有信号时，按照周期降序的顺序依次选择足够容纳S_k中的所有信号的已有消息进行分析；如果前一种方案对应的带宽利用率更小，则将S_k中的所有信号打包到F包含已有消息之中；否则，进入步骤24)；

24)新生成一个空消息f_new，采用整数线性规划算法将S_k中的部分信号插入f_new之中，将f_new插入F之中，删除S_k中已打包的信号，如果S_k不为空，返回步骤23)；否则，令k＝k+1，返回步骤21)；

步骤3，按照时间健壮性升序的顺序为打包后得到的消息集分配优先级并进行调度分析，如果打包后得到的消息集不可调度，则对打包后得到的消息集进行拆分以提高整个消息集的可调度性，直到打包后得到的消息集可调度或没有消息可被拆分为止；其中，消息集F中已经分配优先级的消息子集为F_a，未分配优先级的消息子集为F_n，F_a初始化为空，F_n初始化为F；在优先级分配的过程中，如果为F_n中的消息f_j分配当前优先级时f_j可调度，那么此时f_j的时间健壮性定义为其截止时限和分配当前优先级时的最差反应时间的差值；如果为f_j分配当前优先级时f_j不可调度，那么此时f_j的时间健壮性为0。

2.如权利要求1所述的一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，其特征在于：所述步骤1中，还对信号组内的信号按照信号大小进行升序排列。

3.如权利要求1所述的一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，其特征在于：所述步骤21)中，空消息f_new中打包有信号之后新的周期T_new、大小Z_new和截止时限D_new的计算公式如下：

T_new＝{t_i|s_i∈f_new}

$Z_{new}=\underset{s_i\∈f_{new}}{\Σ}{z}_i$

D_new＝T_new

其中，s_i表示信号集S_k中的信号，S_k＝{s₁,s₂,…,s_i,…}，t_i表示信号s_i的触发周期，z_i表示信号s_i的大小。

4.如权利要求1所述的一种面向车载CAN FD网络的信号分组打包方法，其特征在于：所述步骤3的详细内容是：

31)优先级按照从高到低的顺序进行分配，如果为f_j分配当前优先级时f_j不可调度，那么此时f_j的时间健壮性为0，f_j只可能分配更低的优先级；分配当前优先级时，如果F_n中存在多个消息均可调度，那么则按照时间健壮性升序的顺序将当前优先级分配给当前时间健壮性最小的消息；

执行完步骤31)，如果F中的所有消息均分配到合适的优先级，那么信号集S的打包结束，直接返回消息集F作为打包的输出结果，否则，进入步骤32)；

32)为F_n中的消息分配当前优先级时，所有消息均不可调度，此时，按照消息周期大小升序的顺序从F_n中选择包含周期大小不等的信号的消息进行拆分，如果更新后的F_n存在消息在分配当前优先级时可调度，则返回步骤31)进行再次分析；如果此时F_n中所有消息包含的信号的周期都相等，则消息集F不可调度，信号集S打包失败。