CN111211954B - 一种canfd总线负载率的确定方法及装置 - Google Patents

一种canfd总线负载率的确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种CANFD总线负载率的确定方法及装置，该方法包括：基于目标网段对应的可变速率控制器局域网CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期；基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度；基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率。本发明实施例可以有效保证CANFD总线负载率确定的准确性，从而大大降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险，且适用于对任意车型的CANFD总线负载率确定，通用性强。

Description

一种CANFD总线负载率的确定方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及可变速率控制器局域网(Controller Area Network withFlexible Data rate，CANFD)技术领域，尤其涉及一种CANFD总线负载率的确定方法及装置。
背景技术
随着整车上所应用电子设备的日益增多，用户对整车网络数据传输速率和带宽的要求成指数倍增加，原有的控制器局域网(Controller Area Network，CAN)在传输速率和带宽等方面越来越无法满足用户需求。而CANFD网络采用可变速率，当传送数据段时通信速率会切换到更高的通信速率，最高速率可达10Mbit/s，当数据段传送完毕后通信速率又重新切换到标准模式下；此外，CANFD对数据场长度做了扩充，最大支持64个字节。CANFD网络既继承了传统CAN网络的主要特性，同时又弥补了传统CAN网络在数据传输速率、带宽以及数据场长度方面的不足。由此，CANFD网络得到了广泛应用。
然而，无论是CAN网络还是CANFD网络，都需要有效确定出其总线负载率，以作为整车网络拓扑设计的一个重要约束条件。整车网络拓扑设计是后续所有整车网络设计的基础，作为整车网络拓扑设计的一个重要约束条件，如果CAN/CANFD总线负载率确定不准确，将会导致整车网络拓扑设计不合理，从而大大增加项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险。
对于应用CANFD网络作为网络通信方案的汽车，保证对CANFD总线负载率确定的准确性至关重要，然而，与CAN网络相比，CANFD网络的总线负载率的确定更趋复杂，现有针对CAN总线负载率的确定方法不适用于对CANFD总线负载率的确定。
发明内容
本发明实施例提供一种CANFD总线负载率的确定方法及装置，以保证CANFD总线负载率确定的准确性，有效降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险。
第一方面，本发明实施例提供了一种CANFD总线负载率的确定方法，该方法包括：
基于目标网段对应的可变速率控制器局域网CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期；
基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度；
基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
第二方面，本发明实施例还提供了一种CANFD总线负载率的确定装置，该装置包括：
报文确定模块，用于基于目标网段对应的可变速率控制器局域网CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期；
填充确定模块，用于基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度；
负载率确定模块，用于基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
本发明实施例通过确定目标网段包含的各CANFD报文及对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期，并根据各CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各CANFD报文对应的填充后位流长度，之后结合各CANFD报文对应的报文发送周期，实现对目标网段所对应CANFD总线负载率的确定，可以有效保证CANFD总线负载率确定的准确性，从而大大降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险，且该方法适用于对任意车型的CANFD总线负载率确定，通用性强。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种CANFD总线负载率的确定方法的流程示意图；
图2a是本发明实施例一提供的一种经典标准帧的格式示意图；
图2b是本发明实施例一提供的一种CANFD标准帧的格式示意图；
图2c是本发明实施例一提供的一种经典扩展帧的格式示意图；
图2d是本发明实施例一提供的一种CANFD扩展帧的格式示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种CANFD总线负载率的确定方法的流程示意图；
图4是本发明实施例二提供的一种CANFD总线负载率的确定方法的流程示例图
图5是本发明实施例二提供的一种样本填充率均值的确定方法的流程示意图；
图6是本发明实施例三提供的一种CANFD总线负载率的确定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种CANFD总线负载率的确定方法的流程示意图，本实施例可适用于保证CANFD总线负载率确定的准确性，有效降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险的情况，该方法可以由CANFD总线负载率的确定装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并可集成在CANFD总线负载率的确定设备中。
可以理解的是，现有的针对CAN总线负载率的确定方法，在确定CAN总线负载率时普遍忽略了填充位传输所占用的总线负载，导致CAN总线负载率确定结果与实测结果之间存在较大的偏差，增加了项目开发后期需要进行网络设计变更而带来的时间风险和成本风险。少数CAN总线负载率确定方法虽然考虑了填充位传输所占用的总线负载，但没有涉及通信速率变化和数据场长度增加对总线负载率的影响，因此，不能够用于CANFD总线负载率的确定。本发明实施例在于提供一种既考虑CANFD报文数据流传输占用的总线负载，又考虑填充位传输所占用的总线负载，同时充分考虑通信速率变化和数据场长度增加对总线负载率的影响，且也能适用于对传统CAN网络中CAN总线负载率确定的方法，从而有效保证CANFD总线负载率确定的准确性，大大降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险。
如图1所示，本实施例提供的CANFD总线负载率的确定方法，具体包括如下步骤：
S101、基于目标网段对应的可变速率控制器局域网CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期。
其中，网段是指物理上由网络连接设备所相隔的网络，比如由路由设备(或者交换机，甚至集线器)连接的两个局域网，可以称之为两个网段；另外也可以指从逻辑上根据网际互连协议(Internet Protocol，IP)地址中的网络地址来区分的网段。对于车辆的CAN网络或CANFD网络来说，不同车型对应的网段数目可以不同，一般为1-10个，取决于该车型中电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的数量以及各ECU间的网络通信量。所述目标网段可以理解为任意一种车型对应CANFD网络中的任一网段。
所述CANFD通信矩阵文件可以理解为所述目标网段对应的CANFD通信报文设计文件。所述报文发送周期是指所述目标网段中各CANFD报文对应的发送周期。
所述CANFD报文对应的报文类型可以包括经典标准帧、经典扩展帧、CANFD标准帧和CANFD扩展帧4种类型；4种CANFD报文数据帧均包含7个预定义的位场，分别为帧起始(SOF)、仲裁场、控制场、数据场、循环冗余校验场(CRC)、应答场(ACK)和帧结束(EOF)，其中经典标准帧的格式示意图如图2a所示，CANFD标准帧的格式示意图如图2b所示，经典扩展帧的格式示意图如图2c所示，CANFD扩展帧的格式示意图如图2d所示；4类CANFD报文的报文类型判断条件见表1。
表1 4类CANFD报文的报文类型判断条件
Figure BDA0002302467360000061
注：IDE表示标识符扩展位；FDF表示CANFD帧格式。
所述数据长度代码(Data Length Code，DLC)用于规定数据场的字节数，从而确定数据场长度。CANFD报文的数据场由待发送数据组成，其长度由控制场中的DLC确定，为0～64个字节，每字节包含了8个位，数据场长度Ldata和DLC的对应关系见表2。
表2 CANFD报文的数据场长度Ldata和DLC的对应关系
Figure BDA0002302467360000062
Figure BDA0002302467360000071
可以理解的是，CANFD网络的通信报文都定义在相应网段对应的CANFD通信矩阵文件中，通过获取目标网段对应的CANFD通信矩阵文件，即可从中读取目标网段所包含的各CANFD报文及对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期等报文信息。
S102、基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
其中，所述填充后位流长度可以理解为对CANFD报文中需要通过位填充方法编码的位流按照位填充规则进行位填充后，CANFD报文的实际位流长度。
所述位填充规则是指：根据ISO 11898规定，针对需要通过位填充方法编码的位流，CANFD发送器只要检测到位流里有5个连续识别值的位，便自动在位流里插入一个补码位。示例性的：假设拟传送CANFD报文的初始位流为0001010000010001000001101001010001000000111101100(共49位)，则进行位填充后的位流为00010100000(1)1000100000(1)110100101000100000(1)0111101100(共52位)，括号中为填充位。
可选地，针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的填充前位流长度，所述填充前位流长度包括：位填充位流长度和全帧位流长度；获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
其中，所述填充前位流长度可以理解为对所述CANFD报文进行位填充前对应位流的长度；所述位填充位流长度可以理解为对所述CANFD报文进行位填充前需要通过位填充方法编码的位流的长度(如图2a～图2d中位填充部分对应的位流长度)；所述全帧位流长度可以理解为对所述CANFD报文进行位填充前整个初始位流的长度(如图2a～图2d中整个位长度对应的位流长度)。
可选地，位填充位流长度由CANFD报文对应的报文类型和DLC共同确定。具体地，针对经典标准帧和经典扩展帧，CANFD报文的帧起始(SOF)、仲裁场、控制场、数据场和CRC序列通过位填充的方法编码(如图2a、2c中的位填充部分所示)，相应的位填充位流长度用Lstuff表示；针对CANFD标准帧和CANFD扩展帧，CANFD报文的帧起始(SOF)、仲裁场、控制场和数据场通过位填充的方法编码(如图2b、2d中的位填充部分所示)，但由于CANFD标准帧和CANFD扩展帧中仲裁段的传输速率和数据段的传输速率可以不同(如图2b、2d中的通信速率部分所示)，因此，对于CANFD标准帧和CANFD扩展帧，需要区分属于仲裁段的需要通过位填充方法编码的位流长度(称为仲裁位填充位流长度，用Lstuff1表示)和属于数据段的需要通过位填充方法编码的位流长度(称为数据位填充位流长度，用Lstuff2表示)。
可选地，基于所述报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的循环冗余校验场长度，并基于所述DLC查表确定所述CANFD报文对应的数据场长度；基于所述数据场长度，结合所述报文类型对应的第一运算关系，确定所述CANFD报文对应的位填充位流长度；基于所述数据场长度和循环冗余校验场长度，结合所述报文类型对应的第二运算关系，确定所述CANFD报文对应的全帧位流长度。
其中，所述第一运算关系对应的位填充位流长度计算方法见表3。
表3位填充位流长度的计算方法
CANFD报文类型 L<sub>stuff</sub> L<sub>stuff1</sub> L<sub>stuff2</sub>
经典标准帧 18+L<sub>data</sub> 无需考虑 无需考虑
经典扩展帧 38+L<sub>data</sub> 无需考虑 无需考虑
CANFD标准帧 无需考虑 16 6+L<sub>data</sub>
CANFD扩展帧 无需考虑 35 6+L<sub>data</sub>
可选地，所述循环冗余校验场长度(如图2a～图2d中的循环冗余校验场部分所示)由CANFD报文类型和DLC共同确定，用LCRC表示。具体地，针对经典标准帧和经典扩展帧，循环冗余校验场长度为16位(15位CRC序列+1位CRC场分隔符)；针对CANFD标准帧和CANFD扩展帧，当DLC≤10时，循环冗余校验场长度为28位(4位填充位计数+17位CRC序列+6位固定填充位+1位CRC场分隔符)；当DLC＞10时，循环冗余校验场长度为32位(4位填充位计数+21位CRC序列+6位固定填充位+1位CRC场分隔符)。
所述第二运算关系对应的全帧位流长度(用LFrame表示)计算方法见表4。
表4全帧位流长度的计算方法
CANFD报文类型 全帧位流长度L<sub>Frame</sub>
经典标准帧 28+L<sub>data</sub>+L<sub>CRC</sub>
经典扩展帧 48+L<sub>data</sub>+L<sub>CRC</sub>
CANFD标准帧 31+L<sub>data</sub>+L<sub>CRC</sub>
CANFD扩展帧 50+L<sub>data</sub>+L<sub>CRC</sub>
可选地，全帧位流长度针对经典标准帧和经典扩展帧不需要区分仲裁段和数据段，针对CANFD标准帧和CANFD扩展帧需要区分仲裁段和数据段，即将全帧位流长度相应地分为仲裁全帧位流长度(用LFrame-A表示)和数据全帧位流长度(用LFrame-D表示)。具体地，针对CANFD标准帧，仲裁全帧位流长度LFrame-A＝25，数据全帧位流长度LFrame-D＝LFrame-25；针对CANFD扩展帧，仲裁全帧位流长度LFrame-A＝44，数据全帧位流长度LFrame-D＝LFrame-44。
所述样本填充率均值是指前期分别基于足量每种报文类型的CANFD报文样本测得的报文填充率的均值，所述报文填充率可以理解为实际的填充位数量占需要通过位填充方法编码的位流长度(即所述位填充位流长度)的比例。所述填充位数量可以理解为按照位填充规则，对CANFD报文中需要通过位填充方法编码的位流进行位填充时，实际填充的位数。
可选地，针对经典标准帧和经典扩展帧，填充位数量用PLFrame-F表示，对应的报文填充率用PLstuff表示，对应的位填充位流长度为Lstuff，则有如下关系：
Figure BDA0002302467360000101
针对CANFD标准帧和CANFD扩展帧需要区分仲裁段和数据段，即填充位数量分为仲裁填充位数量(用PLFrame-A表示)和数据填充位数量(用PLFrame-D表示)，对应的报文填充率分别为仲裁填充率(用PLstuff1表示)和数据填充率(用PLstuff2表示)，分别对应仲裁位填充位流长度Lstuff1和数据位填充位流长度Lstuff2，则有如下关系：
Figure BDA0002302467360000111
Figure BDA0002302467360000112
可以理解的是，通过前期对足量的CANFD报文样本得到对CANFD报文的各报文类型对应的一个统计意义上的报文填充率均值，即所述样本填充率均值，从而用一种报文类型对应的样本填充率均值来作为该报文类型对应的所有待测CANFD报文(即目标网段中对应该报文类型的CANFD报文)的报文填充率，之后，针对每条待测CANFD报文，通过求得该待测CANFD报文所对应位填充位流长度与样本填充率均值的乘积，即可实现对该待测CANFD报文所对应填充位数量的估算，且前期所采用的样本数量越多，所得的样本填充率均值越具有代表性，从而对填充位数量的估算越准确。
可选地，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值为全帧样本填充率均值；将所述位填充位流长度与所述全帧样本填充率均值的乘积，确定为所述CANFD报文对应的填充位数量；将所述全帧位流长度与所述填充位数量之和，确定为所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
可选地，当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，获取所述报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值包括仲裁样本填充率均值和数据样本填充率均值；将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充位数量，将所述数据位填充位流长度与所述数据样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的数据填充位数量；将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充后位流长度，并将所述数据位填充位流长度与所述数据填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的数据填充后位流长度。
可选地，用El表示全帧样本填充率均值，用El1表示仲裁样本填充率均值，用El2表示数据样本填充率均值，用ALFrame表示填充后位流长度，用ALFrame-A表示仲裁填充后位流长度，用ALFrame-D表示数据填充后位流长度，则有如下关系：
PLFrame-F＝Lstuff*El (4)
PLFrame-A＝Lstuff1*E11 (5)
PLFrame-D＝Lstuff2*El2 (6)
ALFrame＝LFrame+PLFrame-F (7)
ALFrame-A＝LFrame-A+PLFrame-A (8)
ALFrame-D＝LFrame-D+PLFrame-D (9)
S103、基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
可选地，针对每条CANFD报文，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率为全帧通信速率；确定所述全帧通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第一乘积，并将所述CANFD报文所对应填充后位流长度与所述第一乘积的比值确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率。
可选地，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，每条CANFD报文的总线负载率如公式(10)所示：
Figure BDA0002302467360000131
式中，Busload为CANFD报文的总线负载率；Baud为全帧通信速率，单位为bit/s；ALFrame为填充后位流长度；C为报文发送周期，单位为s。
可选地，针对每条CANFD报文，当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率包括：仲裁通信速率和数据通信速率；确定所述仲裁通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第二乘积，以及所述CANFD报文所对应仲裁填充后位流长度与所述第二乘积的第一比值；确定所述数据通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第三乘积，以及所述CANFD报文所对应数据填充后位流长度与所述第三乘积的第二比值；将所述第一比值与第二比值之和确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率。
可选地，当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，每条CANFD报文总线负载率如公式(11)所示：
Figure BDA0002302467360000132
式中，Busload为CANFD报文的总线负载率；BaudA为仲裁通信速率，单位为bit/s；BaudD为数据通信速率，单位为bit/s；ALFrame-A为仲裁填充后位流长度；ALFrame-D为数据填充后位流长度；C为报文发送周期，单位为s。
可选地，将所得各所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率之和，确定为所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
可选地，所述目标网段对应的CANFD总线负载率可用如下公式(12)表示：
Figure BDA0002302467360000141
式中，Busload∑表示目标网段对应的CANFD总线负载率；Busloadi表示目标网段第i条CANFD报文对应的CANFD总线负载率；n表示目标网段的CANFD报文数量。
本发明实施例通过确定目标网段包含的各CANFD报文及对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期，并根据各CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各CANFD报文对应的填充后位流长度，之后结合各CANFD报文对应的报文发送周期，实现对目标网段所对应CANFD总线负载率的确定，可以有效保证CANFD总线负载率确定的准确性，从而大大降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险，且该方法适用于对任意车型的CANFD总线负载率确定，通用性强。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的一种CANFD总线负载率的确定方法的流程示意图，本实施例在实施例一的基础上进一步优化。本实施例将所述基于目标网段对应的CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期，具体化为：获取目标网段对应的CANFD通信矩阵文件，并读取所述CANFD通信矩阵文件中包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、报文发送周期和报文数据场字节数；针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文数据场字节数查表确定所述CANFD报文对应的DLC；将所得各所述CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期，确定为所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期。
本实施例还将所述基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度，具体化为：针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的填充前位流长度，所述填充前位流长度包括：位填充位流长度和全帧位流长度；获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
本实施例还优化增加了：当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，所述位填充位流长度包括仲裁位填充位流长度及数据位填充位流长度，所述全帧位流长度包括仲裁全帧位流长度及数据全帧位流长度，所述填充后位流长度包括仲裁填充后位流长度及数据填充后位流长度。
本实施例还将所述基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率，具体化为：针对每条CANFD报文，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率为全帧通信速率；确定所述全帧通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第一乘积，并将所述CANFD报文所对应填充后位流长度与所述第一乘积的比值确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率；当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率包括：仲裁通信速率和数据通信速率；确定所述仲裁通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第二乘积，以及所述CANFD报文所对应仲裁填充后位流长度与所述第二乘积的第一比值；确定所述数据通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第三乘积，以及所述CANFD报文所对应数据填充后位流长度与所述第三乘积的第二比值；将所述第一比值与第二比值之和确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率；将所得各所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率之和，确定为所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
如图3所示，本实施例提供的CANFD总线负载率的确定方法，具体包括如下步骤：
S201、获取目标网段对应的CANFD通信矩阵文件，并读取所述CANFD通信矩阵文件中包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、报文发送周期和报文数据场字节数。
S202、针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文数据场字节数查表确定所述CANFD报文对应的DLC。
S203、将所得各所述CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期，确定为所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期。
S204、针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的填充前位流长度，所述填充前位流长度包括：位填充位流长度和全帧位流长度。
S205、获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
可选地，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，所述获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度，可优化为：
获取所述报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值为全帧样本填充率均值；将所述位填充位流长度与所述全帧样本填充率均值的乘积，确定为所述CANFD报文对应的填充位数量；将所述全帧位流长度与所述填充位数量之和，确定为所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
可选地，当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，所述位填充位流长度包括仲裁位填充位流长度及数据位填充位流长度，所述全帧位流长度包括仲裁全帧位流长度及数据全帧位流长度，所述填充后位流长度包括仲裁填充后位流长度及数据填充后位流长度；所述获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度，可优化为：
获取所述报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值包括仲裁样本填充率均值和数据样本填充率均值；将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充位数量，将所述数据位填充位流长度与所述数据样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的数据填充位数量；将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充后位流长度，并将所述数据位填充位流长度与所述数据填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的数据填充后位流长度。
S206、当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，针对每条CANFD报文，获取所述CANFD报文对应报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率为全帧通信速率。
S207、确定所述全帧通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第一乘积，并将所述CANFD报文所对应填充后位流长度与所述第一乘积的比值确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率。
S208、当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，针对每条CANFD报文，获取所述CANFD报文对应报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率包括：仲裁通信速率和数据通信速率。
S209、确定所述仲裁通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第二乘积，以及所述CANFD报文所对应仲裁填充后位流长度与所述第二乘积的第一比值。
S210、确定所述数据通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第三乘积，以及所述CANFD报文所对应数据填充后位流长度与所述第三乘积的第二比值。
S211、将所述第一比值与第二比值之和确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率。
S212、将所得各所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率之和，确定为所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
示例性的，图4给出了本发明实施例二提供的一种CANFD总线负载率的确定方法的流程示例图。
可选地，图5给出了本发明实施例二提供的一种样本填充率均值的确定方法的流程示意图，如图5所示，所述样本填充率均值的确定步骤包括：
S10、获取包含各所述报文类型CANFD报文的报文样本集，并确定所述报文样本集中各CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC。
其中，所述报文样本集是指由各所述报文类型的CANFD报文组成的样本集。
可选地，随机获取至少一个网段对应的CANFD通信数据记录文件，并从各所述CANFD通信数据记录文件读取包含各所述报文类型的CANFD报文组成报文样本集。
示例性的，采用简单随机抽样的方法，从市场上现有的10款不同品牌的商用车产品中分别随机截取大约10分钟的CANFD通信数据作为测试分析样本，得到所述报文样本集。
S11、针对所述报文样本集中报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC确定所述CANFD报文对应的位填充位流长度。
可以理解的是，本步骤中确定CANFD报文所对应位填充位流长度的方法与确定目标网段中各CANFD报文对应位填充位流长度的方法相同，此处不再赘述。
S12、根据位填充规则确定所述CANFD报文对应的填充位数量，并将所述填充位数量与所述位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的报文填充率。
可以理解的是，与通过将相应的样本填充率均值和位填充位流长度的乘积确定为目标网段中各CANFD报文对应填充位数量，从而实现通过估算以简化填充位数量的确定过程的方式不同，本步骤是根据位填充规则对各CANFD报文中需要通过位填充方法编码的位流进行解析，从而实际计算出各CANFD报文对应的填充位数量，之后将各填充位数量与相应位填充位流长度的比值对应确定为各CANFD报文对应的报文填充率。
可选地，基于各报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的CANFD报文对应的数据场长度、位填充位流长度、位填充数量以及报文填充率，生成第一特征信息文件。
示例性的，所述第一特征信息文件对应的模板如表5所示：
表5第一特征信息文件模板
序号 L<sub>data</sub> L<sub>stuff</sub> PL<sub>Frame-F</sub> PL<sub>stuff</sub>
S13、针对所述报文样本集中报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的各条CANFD报文，基于全帧分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的报文填充率，确定报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的全帧样本填充率均值。
其中，所述全帧分布律统计模板用于统计报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的各CANFD报文对应报文填充率的分布律。
示例性的，所述全帧分布律统计模板如表6所示：
表6全帧分布律统计模板
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
PL<sub>stuff</sub> <5％ 5％ 6％ 7％ 8％ 9％ 10％ 11％ 12％ 13％ 14％ 15％ >15％
PP<sub>i</sub>
根据公式(13)确定所述全帧样本填充率均值El：
Figure BDA0002302467360000211
式中，
Figure BDA0002302467360000212
表示表6中序号为i时对应的报文填充率；PPi表示报文样本集包含的经典标准帧和经典扩展帧两种报文类型的CANFD报文中，报文填充率为
Figure BDA0002302467360000213
的CANFD报文所占的比例；n表示全帧分布律统计模板中的最大序号数。
S14、针对所述报文样本集中报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC确定所述CANFD报文对应的仲裁位填充位流长度及数据位填充位流长度。
可以理解的是，本步骤中确定CANFD报文所对应仲裁位填充位流长度和数据位填充位流长度的方法，与确定目标网段中各CANFD报文对应仲裁位填充位流长度和数据位填充位流长度的方法相同，此处不再赘述。
S15、根据位填充规则确定所述CANFD报文对应的仲裁填充位数量和数据填充位数量，并将所述仲裁填充位数量与所述仲裁位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充率，将所述数据填充位数量与所述数据位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的数据填充率。
可以理解的是，本步骤同样是根据位填充规则对各CANFD报文中需要通过位填充方法编码的位流进行解析，从而实际计算出各CANFD报文对应的仲裁填充位数量和数据填充位数量，之后将所述仲裁填充位数量与所述仲裁位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充率，将所述数据填充位数量与所述数据位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的数据填充率。
可选地，基于各报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的CANFD报文对应的数据场长度、仲裁位填充位流长度、仲裁位填充数量、仲裁填充率、数据位填充位流长度、数据位填充数量以及数据填充率，生成第二特征信息文件。
示例性的，所述第二特征信息文件对应的模板如表7所示：
表7第二特征信息文件模板
序号 L<sub>data</sub> L<sub>stuff1</sub> PL<sub>Frame-A</sub> PL<sub>stuff1</sub> L<sub>stuff2</sub> PL<sub>Frame-D</sub> PL<sub>stuff2</sub>
S16、针对所述报文样本集中报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的各条CANFD报文，基于仲裁分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的仲裁填充率，确定报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的仲裁样本填充率均值，并基于数据分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的数据填充率，确定报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的数据样本填充率均值。
其中，所述仲裁分布律统计模板用于统计报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的各CANFD报文对应仲裁填充率的分布律；所述数据分布律统计模板用于统计报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的各CANFD报文对应数据填充率的分布律。
示例性的，所述仲裁分布律统计模板如表8所示：
表8仲裁分布律统计模板
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
PL<sub>stuff1</sub> <5％ 5％ 6％ 7％ 8％ 9％ 10％ 11％ 12％ 13％ 14％ 15％ >15％
PP1<sub>i</sub>
根据公式(14)确定所述仲裁样本填充率均值El1：
Figure BDA0002302467360000231
式中，
Figure BDA0002302467360000232
表示表8中序号为i时对应的仲裁填充率；PP1i表示报文样本集包含的CANFD标准帧和CANFD扩展帧两种报文类型的CANFD报文中，仲裁填充率为
Figure BDA0002302467360000233
的CANFD报文所占的比例；n表示仲裁分布律统计模板中的最大序号数。
所述数据分布律统计模板如表9所示：
表9数据分布律统计模板
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
PL<sub>stuff2</sub> <5％ 5％ 6％ 7％ 8％ 9％ 10％ 11％ 12％ 13％ 14％ 15％ >15％
PP2<sub>i</sub>
根据公式(15)确定所述数据样本填充率均值El2：
Figure BDA0002302467360000234
式中，
Figure BDA0002302467360000235
表示表9中序号为i时对应的数据填充率；PP2i表示报文样本集包含的CANFD标准帧和CANFD扩展帧两种报文类型的CANFD报文中，数据填充率为
Figure BDA0002302467360000236
的CANFD报文所占的比例；n表示数据分布律统计模板中的最大序号数。
示例性的，给出某网段对应的CANFD通信矩阵文件，如表10所示：
表10某网段对应的CANFD通信矩阵文件
报文标识符 报文类型 报文名称 发送周期 报文长度 ECU1 ECU2
0x94 CANFD标准帧 M1 500ms 16字节 S R
0x0CF00400 CANFD扩展帧 M2 20ms 48字节 R S
0x0CF00500 经典扩展帧 M3 100ms 8字节 S R
注：“S”表示发送，“R”表示接收。
由表10可知：该网段中共有3条报文，分别为M1、M2和M3。假设通过前期实验得到的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的全帧样本填充率均值为El＝10％；报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的仲裁样本填充率均值和数据样本填充率均值分别为El1＝12％，El2＝8％。
假设报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，CANFD报文对应的全帧通信速率为250Kbit/s，报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，CANFD报文对应的仲裁通信速率和数据通信速率分别为250Kbit/s和5Mbit/s，则该网段对应的CANFD总线负载率的计算步骤如下：
1)根据CANFD报文类型计算各CANFD报文对应的全帧位流长度。
报文M1为CANFD标准帧，数据场长度Ldata＝128，循环冗余校验场长度LCRC＝28，全帧位流长度LFrame＝187。
报文M2为CANFD扩展帧，数据场长度Ldata＝384，循环冗余校验场长度LCRC＝32，全帧位流长度LFrame＝464。
报文M3为经典扩展帧，数据场长度Ldata＝64，循环冗余校验场长度LCRC＝16，全帧位流长度LFrame＝128。
2)根据CANFD报文类型计算报文M1、M2对应的仲裁全帧位流长度和数据全帧位流长度。
报文M1的仲裁全帧位流长度LFrame-A＝25；数据全帧位流长度LFrame-D＝162；
报文M2的仲裁全帧位流长度LFrame-A＝44；数据全帧位流长度LFrame-D＝420。
3)根据CANFD报文类型计算各CANFD报文对应的填充位数量。
报文M1的仲裁位填充位流长度Lstuff1＝16；数据位填充位流长度Lstuff2＝134；仲裁填充位数量PLFrame-A＝1.9；数据填充位数量PLFrame-D＝10.7
报文M2的仲裁位填充位流长度Lstuff1＝35；数据位填充位流长度Lstuff2＝390；仲裁填充位数量PLFrame-A＝4.2；数据填充位数量PLFrame-D＝31.2；
报文M3的位填充位流长度Lstuff＝102；填充位数量PLFrame-F＝10.2。
4)根据CANFD报文类型计算各CANFD报文对应的填充后位流长度。
报文M1的仲裁填充后位流长度ALFrame-A＝26.9；数据填充后位流长度ALFrame-D＝172.7；
报文M2的仲裁填充后位流长度ALFrame-A＝48.2；数据填充后位流长度ALFrame-D＝451.2；
报文M3的填充后位流长度ALFrame＝138.2。
5)根据CANFD报文类型计算各CANFD报文对应的总线负载率。
报文M1的总线负载率：
Figure BDA0002302467360000251
报文M2的总线负载率：
Figure BDA0002302467360000252
报文M3的总线负载率：
Figure BDA0002302467360000261
6)对网段中各CANFD报文占用的总线负载率求和，以得出整个网段的CANFD总线负载率。
整个网段的CANFD总线负载率为报文M1、M2和M3的总线负载率之和，为1.940％。
本发明实施例通过确定目标网段包含的各CANFD报文及对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期，并根据各CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各CANFD报文对应的填充后位流长度，之后结合各CANFD报文对应的报文发送周期，实现对目标网段所对应CANFD总线负载率的确定；而且本发明实施例所确定的CANFD总线负载率，既考虑了CANFD报文数据流传输占用的总线负载，又考虑了填充位传输所占用的总线负载，同时充分考虑了通信速率变化和数据场长度增加对总线负载率的影响，有效保证并提高了CANFD总线负载率确定的准确性，从而大大降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险；此外，该方法适用于对任意车型的CANFD总线负载率确定，且兼容对传统CAN网络中CAN总线负载率的确定，通用性强。
实施例三
图6是本发明实施例三提供的一种CANFD总线负载率的确定装置的流程示意图，本实施例可适用于保证CANFD总线负载率确定的准确性，有效降低项目开发后期需要变更整车网络设计而带来的时间风险和成本风险的情况，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，该装置具体包括：报文确定模块301、填充确定模块302以及负载率确定模块303；其中，
报文确定模块301，用于基于目标网段对应的可变速率控制器局域网CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期；
填充确定模块302，用于基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度；
负载率确定模块303，用于基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
在上述各实施例的基础上，报文确定模块301，包括：
信息获取单元，用于获取目标网段对应的CANFD通信矩阵文件，并读取所述CANFD通信矩阵文件中包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、报文发送周期和报文数据场字节数；
DLC确定单元，用于针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文数据场字节数查表确定所述CANFD报文对应的DLC；
信息确定单元，用于将所得各所述CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期，确定为所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期。
在上述各实施例的基础上，填充确定模块302，包括：
填充前确定单元，用于针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的填充前位流长度，所述填充前位流长度包括：位填充位流长度和全帧位流长度；
填充后确定单元，用于获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
在上述各实施例的基础上，所述填充前确定单元，包括：
长度确定子单元，用于基于所述报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的循环冗余校验场长度，并基于所述DLC查表确定所述CANFD报文对应的数据场长度；
位填充确定子单元，用于基于所述数据场长度，结合所述报文类型对应的第一运算关系，确定所述CANFD报文对应的位填充位流长度；
全帧确定子单元，用于基于所述数据场长度和循环冗余校验场长度，结合所述报文类型对应的第二运算关系，确定所述CANFD报文对应的全帧位流长度。
在上述各实施例的基础上，所述填充后确定单元，包括：
第一均值子单元，用于当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值为全帧样本填充率均值；
第一数量子单元，用于将所述位填充位流长度与所述全帧样本填充率均值的乘积，确定为所述CANFD报文对应的填充位数量；
第一填充后子单元，用于将所述全帧位流长度与所述填充位数量之和，确定为所述CANFD报文对应的填充后位流长度。
在上述各实施例的基础上，当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，所述位填充位流长度包括仲裁位填充位流长度及数据位填充位流长度，所述全帧位流长度包括仲裁全帧位流长度及数据全帧位流长度，所述填充后位流长度包括仲裁填充后位流长度及数据填充后位流长度；
相应地，所述填充后确定单元，包括：
第二均值子单元，用于获取所述报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值包括仲裁样本填充率均值和数据样本填充率均值；
第二数量子单元，用于将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充位数量，将所述数据位填充位流长度与所述数据样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的数据填充位数量；
第二填充后子单元，用于将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充后位流长度，并将所述数据位填充位流长度与所述数据填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的数据填充后位流长度。
在上述各实施例的基础上，负载率确定模块303，包括：
第一速率获取单元，用于针对每条CANFD报文，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率为全帧通信速率；
第一负载确定单元，用于确定所述全帧通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第一乘积，并将所述CANFD报文所对应填充后位流长度与所述第一乘积的比值确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率；
第二速率获取单元，用于当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率包括：仲裁通信速率和数据通信速率；
第一比值确定单元，用于确定所述仲裁通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第二乘积，以及所述CANFD报文所对应仲裁填充后位流长度与所述第二乘积的第一比值；
第二比值确定单元，用于确定所述数据通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第三乘积，以及所述CANFD报文所对应数据填充后位流长度与所述第三乘积的第二比值；
第二负载确定单元，用于将所述第一比值与第二比值之和确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率；
目标负载确定单元，用于将所得各所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率之和，确定为所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
在上述各实施例的基础上，所述装置，还包括：
均值确定模块，用于确定所述样本填充率均值。
在上述各实施例的基础上，所述均值确定模块，包括：
样本集获取单元，用于获取包含各所述报文类型CANFD报文的报文样本集，并确定所述报文样本集中各CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC；
第一填充单元，用于针对所述报文样本集中报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC确定所述CANFD报文对应的位填充位流长度；
第一填充率单元，用于根据位填充规则确定所述CANFD报文对应的填充位数量，并将所述填充位数量与所述位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的报文填充率；
第一均值确定单元，用于针对所述报文样本集中报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的各条CANFD报文，基于全帧分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的报文填充率，确定报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的全帧样本填充率均值。
在上述各实施例的基础上，所述均值确定模块，还包括：
第二填充单元，用于在确定所述报文样本集中各CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC之后，针对所述报文样本集中报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC确定所述CANFD报文对应的仲裁位填充位流长度及数据位填充位流长度；
第二填充率单元，用于根据位填充规则确定所述CANFD报文对应的仲裁填充位数量和数据填充位数量，并将所述仲裁填充位数量与所述仲裁位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充率，将所述数据填充位数量与所述数据位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的数据填充率；
第二均值确定单元，用于针对所述报文样本集中报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的各条CANFD报文，基于仲裁分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的仲裁填充率，确定报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的仲裁样本填充率均值，并基于数据分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的数据填充率，确定报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的数据样本填充率均值。
本发明实施例所提供的CANFD总线负载率的确定装置可执行本发明任一实施例所提供的CANFD总线负载率的确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，上述CANFD总线负载率的确定装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种CANFD总线负载率的确定方法，其特征在于，包括：
基于目标网段对应的可变速率控制器局域网CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期；
基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度；
基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率；
所述基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度，包括：
针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的填充前位流长度，所述填充前位流长度包括：位填充位流长度和全帧位流长度；所述全帧位流长度为对所述CANFD报文进行位填充前整个初始位流的长度；
获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度；所述样本填充率均值是指分别基于足量每种报文类型的CANFD报文样本测得的报文填充率的均值；所述报文填充率为实际的填充位数量占需要通过位填充方法编码的位流长度的比例；
所述基于所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的填充前位流长度，包括：
基于所述报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的循环冗余校验场长度，并基于所述DLC查表确定所述CANFD报文对应的数据场长度；
基于所述数据场长度，结合所述报文类型对应的第一运算关系，确定所述CANFD报文对应的位填充位流长度；
基于所述数据场长度和循环冗余校验场长度，结合所述报文类型对应的第二运算关系，确定所述CANFD报文对应的全帧位流长度；
当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，所述获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度，包括：
获取所述报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值为全帧样本填充率均值；
将所述位填充位流长度与所述全帧样本填充率均值的乘积，确定为所述CANFD报文对应的填充位数量；
将所述全帧位流长度与所述填充位数量之和，确定为所述CANFD报文对应的填充后位流长度；
其中，所述经典标准帧指报文标识符长度为11位且与CAN标准帧格式相同的报文帧；所述经典扩展帧指报文标识符长度为29位且与CAN扩展帧格式相同的报文帧；
所述基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率，包括：
针对每条CANFD报文，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率为全帧通信速率；
确定所述全帧通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第一乘积，并将所述CANFD报文所对应填充后位流长度与所述第一乘积的比值确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于目标网段对应的CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期，包括：
获取目标网段对应的CANFD通信矩阵文件，并读取所述CANFD通信矩阵文件中包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、报文发送周期和报文数据场字节数；
针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文数据场字节数查表确定所述CANFD报文对应的DLC；
将所得各所述CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期，确定为所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及对应的报文类型、DLC和报文发送周期。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，所述位填充位流长度包括仲裁位填充位流长度及数据位填充位流长度，所述全帧位流长度包括仲裁全帧位流长度及数据全帧位流长度，所述填充后位流长度包括仲裁填充后位流长度及数据填充后位流长度；
相应地，所述获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度，包括：
获取所述报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值包括仲裁样本填充率均值和数据样本填充率均值；
将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充位数量，将所述数据位填充位流长度与所述数据样本填充率均值的乘积确定为所述CANFD报文对应的数据填充位数量；
将所述仲裁位填充位流长度与所述仲裁填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充后位流长度，并将所述数据位填充位流长度与所述数据填充位数量之和确定为所述CANFD报文对应的数据填充后位流长度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率，包括：
当所述CANFD报文对应的报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率包括：仲裁通信速率和数据通信速率；
确定所述仲裁通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第二乘积，以及所述CANFD报文所对应仲裁填充后位流长度与所述第二乘积的第一比值；
确定所述数据通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第三乘积，以及所述CANFD报文所对应数据填充后位流长度与所述第三乘积的第二比值；
将所述第一比值与第二比值之和确定为所述CANFD报文对应的CANFD 总线负载率；
将所得各所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率之和，确定为所述目标网段对应的CANFD总线负载率。
5.根据权利要求1、3-4任一项所述的方法，其特征在于，所述样本填充率均值的确定步骤，包括：
获取包含各所述报文类型CANFD报文的报文样本集，并确定所述报文样本集中各CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC；
针对所述报文样本集中报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC确定所述CANFD报文对应的位填充位流长度；
根据位填充规则确定所述CANFD报文对应的填充位数量，并将所述填充位数量与所述位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的报文填充率；
针对所述报文样本集中报文类型为经典标准帧或经典扩展帧的各条CANFD报文，基于全帧分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的报文填充率，确定报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的全帧样本填充率均值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述报文样本集中各CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC之后，还包括：
针对所述报文样本集中报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和数据长度代码DLC确定所述CANFD报文对应的仲裁位填充位流长度及数据位填充位流长度；
根据位填充规则确定所述CANFD报文对应的仲裁填充位数量和数据填充位数量，并将所述仲裁填充位数量与所述仲裁位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的仲裁填充率，将所述数据填充位数量与所述数据位填充位流长度的比值确定为所述CANFD报文对应的数据填充率；
针对所述报文样本集中报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧的各条CANFD报文，基于仲裁分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的仲裁填充率，确定报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的仲裁样本填充率均值，并基于数据分布律统计模板和各所述CANFD报文对应的数据填充率，确定报文类型为CANFD标准帧或CANFD扩展帧时对应的数据样本填充率均值。
7.一种CANFD总线负载率的确定装置，其特征在于，包括：
报文确定模块，用于基于目标网段对应的可变速率控制器局域网CANFD通信矩阵文件，确定所述目标网段包含的至少一条CANFD报文及各所述CANFD报文对应的报文类型、数据长度代码DLC和报文发送周期；
填充确定模块，用于基于各所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定各所述CANFD报文对应的填充后位流长度；
负载率确定模块，用于基于各所述填充后位流长度，结合各所述CANFD报文对应的报文发送周期，确定所述目标网段对应的CANFD总线负载率；
所述填充确定模块，包括：
填充前确定单元，用于针对每条CANFD报文，基于所述CANFD报文对应的报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的填充前位流长度，所述填充前位流长度包括：位填充位流长度和全帧位流长度；所述全帧位流长度为对所述CANFD报文进行位填充前整个初始位流的长度；
填充后确定单元，用于获取所述报文类型对应的样本填充率均值，并结合所述位填充位流长度及全帧位流长度，确定所述CANFD报文对应的填充后位流长度；所述样本填充率均值是指分别基于足量每种报文类型的CANFD报文样本测得的报文填充率的均值；所述报文填充率为实际的填充位数量占需要通过位填充方法编码的位流长度的比例；
所述填充前确定单元，包括：
长度确定子单元，用于基于所述报文类型和DLC，确定所述CANFD报文对应的循环冗余校验场长度，并基于所述DLC查表确定所述CANFD报文对应的数据场长度；
位填充确定子单元，用于基于所述数据场长度，结合所述报文类型对应的第一运算关系，确定所述CANFD报文对应的位填充位流长度；
全帧确定子单元，用于基于所述数据场长度和循环冗余校验场长度，结合所述报文类型对应的第二运算关系，确定所述CANFD报文对应的全帧位流长度；
所述填充后确定单元，包括：
第一均值子单元，用于当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时对应的样本填充率均值，所述样本填充率均值为全帧样本填充率均值；
第一数量子单元，用于将所述位填充位流长度与所述全帧样本填充率均值的乘积，确定为所述CANFD报文对应的填充位数量；
第一填充后子单元，用于将所述全帧位流长度与所述填充位数量之和，确定为所述CANFD报文对应的填充后位流长度；
其中，所述经典标准帧指报文标识符长度为11位且与CAN标准帧格式相同的报文帧；所述经典扩展帧指报文标识符长度为29位且与CAN扩展帧格式相同的报文帧；
所述负载率确定模块，包括：
第一速率获取单元，用于针对每条CANFD报文，当所述CANFD报文对应的报文类型为经典标准帧或经典扩展帧时，获取所述CANFD报文对应的网络通信速率，所述网络通信速率为全帧通信速率；
第一负载确定单元，用于确定所述全帧通信速率与所述CANFD报文所对应报文发送周期的第一乘积，并将所述CANFD报文所对应填充后位流长度与所述第一乘积的比值确定为所述CANFD报文对应的CANFD总线负载率。
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