实时传输网络FlexRay原理与范例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

张凤登 著

图书标签:

• FlexRay
• 汽车网络
• 实时通信
• 工业控制
• 嵌入式系统
• 网络协议
• 总线技术
• 汽车电子
• 通信原理
• 范例代码

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121313004

版次：1

商品编码：12075221

包装：平装

丛书名： 通信网络精品图书

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

页数：320

字数：512000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为高等院校汽车电子、自动化、测控技术、信息工程、微电子、计算机、电气工程和机电一体化等专业高年级本科生、研究生的教材，也可作为从事实时传输网络、嵌入式系统、电子控制单元、自动化仪表研究及应用的科技人员的参考书。

实时系统的目的是监视和驱动被控对象的动态过程，通常需要以“实时”方式运行，它的正确性不仅取决于任务所执行计算的逻辑结果，而且取决于这些结果的产生时刻。实时系统分为强实时系统、关键性实时系统和弱实时系统三类，其中关键性实时系统受到可靠性的制约，涉及运行安全性和容错问题，因此，尽管其他两类系统的工业网络协议已经比较成熟了，但这类系统的网络化仍处于发展过程中。关键性实时系统中的实时传输网络与汽车、飞机、航海航空、铁路交通、武器装备、核电、机器人等涉及生命和财产安全的重要领域的技术进步密切相关，然而，关于这个主题，目前可供使用的资料很少，本书能在一定程度上填补这一空白。

内容简介

实时多路传输网络是在嵌入式系统和自动控制系统高度发展的基础上形成的一个新主题，其主要目标在于探索具有速度快、实时性强、容错、操作灵活、智能分布的安全网络系统，至今仍处于发展过程中。本书以清晰、合适的方式，系统地描述了实时传输网络FlexRay的产生背景、协议、理论与技术基础，重点探讨了与FlexRay的形成及应用密切相关的全局时间同步和任务实时调度原理，并结合辅助开发工具介绍了FlexRay总线系统的开发、集成、分析和测试方法。全书共分为10章，每章配有习题。本书在编写过程中广泛吸取了实时传输网络方面的*新成果，全书内容自成体系，结构紧凑，前后呼应，具有一定的先进性、系统性和实用性。本书可作为高等院校汽车电子、自动化、测控技术、信息工程、微电子、计算机、电气工程和机电一体化等专业高年级本科生、研究生的教材，也可作为从事实时传输网络、嵌入式系统、电子控制单元、自动化仪表研究及应用的科技人员的参考书。

作者简介

张凤登：上海理工大学教授，上海市自动化学会常务理事，中国仪器仪表学会过程检测控制仪表分会常务理事，中国人工智能学会自然计算与数字智能城市专业委员会委员，中国仪器仪表学会嵌入式仪表及系统技术分会理事，中国仪器仪表学会教育工作委员会委员，《自动化仪表》期刊编委，先后主持或合作完成来自省、市、部及企事业单位的各类教学与科研项目36项，获得机械工业部科技进步三等奖2项、科技成果推广应用荣誉证书2项、发明专利3项、实用新型专利6项、软件著作权2项，发表论文121篇，出版著4部。

目录

目 录
第1章 概述 1
1．1 实时系统中的问题 2
1．1．1 信息技术系统 2
1．1．2 实时系统及其分类 2
1．1．3 分布式实时系统的复杂性 4
1．1．4 “时间触发”和“事件触发”互动范式 5
1．1．5 数字总线系统 6
1．2 现有嵌入式系统多路传输网络的局限性 7
1．2．1 CAN的发展历程 7
1．2．2 CAN的局限性 8
1．2．3 CAN在概率特征和确定性方面的解决方案 9
1．2．4 TTCAN协议 11
1．3 线控系统的兴起 15
1．3．1 X-by-Wire 15
1．3．2 高级应用需求 16
1．3．3 高级功能需求 18
1．4 FlexRay的起源及发展历史 20
1．4．1 FlexRay联盟的成立 20
1．4．2 FlexRay的目标 22
1．4．3 FlexRay的发展历史 25
1．5 FlexRay操作梗概及特点 26
1．5．1 FlexRay协议的基本操作原理 26
1．5．2 FlexRay通信的层次和整体形式 28
1．5．3 FlexRay的主要特点 31
1．6 FlexRay的应用前景分析与展望 31
1．6．1 FlexRay与ISO 32
1．6．2 FlexRay的用途 32
1．6．3 其他行业中的FlexRay 33
习题 34
第2章 全局时间同步 35
2．1 时间与时间标准 35
2．1．1 顺序及其分类 36
2．1．2 时间标准 37
2．2 时钟 39
2．2．1 数字物理时钟 39
2．2．2 参考时钟 41
2．2．3 时钟漂移 41
2．2．4 时钟的失效模式 42
2．2．5 时钟精密度与准确度 42
2．2．6 实际应用中的时钟微节拍 43
2．3 全局时间及其测量 44
2．3．1 全局时间的概念 45
2．3．2 时间间隔测量 47
2．3．3 π/Δ-领先 47
2．3．4 时间测量的基本限制 48
2．4 密集时基与稀疏时基 49
2．4．1 密集时基 49
2．4．2 稀疏时基 50
2．4．3 时空点阵 51
2．4．4 时间的循环表示形式 51
2．5 内部时钟同步 52
2．5．1 同步条件 52
2．5．2 中央主节点同步算法 54
2．5．3 分布式容错同步算法 55
2．5．4 状态修正与速率修正 59
2．6 外部时钟同步 59
2．6．1 运行原理 59
2．6．2 时间格式 60
2．6．3 时间网关 61
习题 61
第3章 实时系统调度 63
3．1 实时调度问题 63
3．1．1 任务模型 64
3．1．2 时间约束 65
3．1．3 调度算法的分类 66
3．1．4 可调度性分析 70
3．2 最坏情况执行时间 76
3．2．1 任务的分类 77
3．2．2 任务的最坏情况执行时间 78
3．3 静态调度 82
3．3．1 时间在静态调度中的作用 83
3．3．2 搜索树在静态调度中的应用 83
3．3．3 静态调度表灵活性的增强方法 84
3．4 动态调度 86
3．4．1 独立任务的调度 86
3．4．2 非独立任务的调度 89
3．5 其他可供选择的调度策略 94
3．5．1 分布式系统的调度 94
3．5．2 反馈调度 95
习题 95
第4章 FlexRay协议 97
4．1 通道与循环 97
4．1．1 通信通道 97
4．1．2 通信循环 98
4．2 段与时隙 99
4．2．1 采用静态段和动态段的理念 100
4．2．2 时隙和微时隙 100
4．2．3 静态段与时隙 104
4．2．4 动态段与微时隙 105
4．3 通信帧 107
4．3．1 通信帧格式 108
4．3．2 在时隙和微时隙中逻辑数据帧的封装和编码 111
4．3．3 帧在静态段和动态段的传输 113
4．4 符号窗 122
4．5 网络空闲时间 123
习题 124
第5章 FlexRay协议的媒体访问控制 125
5．1 分布式系统中的通信调度 126
5．1．1 分布式系统中的任务分配问题 126
5．1．2 通信调度 126
5．1．3 时钟驱动通信法 127
5．1．4 基于固定优先级的通信法 130
5．2 FlexRay中的通信调度 131
5．2．1 优先级分配策略 132
5．2．2 调度问题的分类 133
5．2．3 调度算法 134
5．3 任务的定义 135
5．4 通信循环的执行 138
5．4．1 帧ID的含义 138
5．4．2 仲裁网格层 139
5．5 传输和媒体访问条件 141
5．5．1 静态段期间的传输和媒体访问条件 141
5．5．2 动态段期间的传输和媒体访问条件 141
5．5．3 动态段和CAN协议在媒体访问方面的相似性 145
5．5．4 关于双通道应用的补充说明 146
5．6 应用实例 147
5．6．1 宝马X5中的自适应驱动系统 148
5．6．2 FlexRay系统的参数 149
5．6．3 已实施的选择 150
5．6．4 本地参数和网络参数小结 153
习题 154
第6章 FlexRay物理层 155
6．1 FlexRay信号的创建和发送 155
6．1．1 信号的创建 156
6．1．2 线路驱动器及其发送输出电路 158
6．2 媒体与FlexRay信号传输 161
6．2．1 媒体 161
6．2．2 信号传播 162
6．2．3 与信号传播有关的影响 163
6．3 拓扑结构及其对网络性能的影响 165
6．3．1 拓扑结构的应用理念 165
6．3．2 网络拓扑结构参数 165
6．3．3 信号完整性 166
6．3．4 单通道和双通道型结构的特点 167
6．4 FlexRay的拓扑结构 169
6．4．1 点对点连接 169
6．4．2 无源线性总线连接 169
6．4．3 带支线无源线性总线连接 170
6．4．4 无源星连接 171
6．4．5 有源星连接 172
6．4．6 拓扑结构应用实例 174
6．5 FlexRay信号的接收 177
6．5．1 不对称效应 177
6．5．2 在帧发送和帧接收开始时的特殊影响 179
6．5．3 完整发送接收链的截短效应小结 180
6．6 通信控制器对收到信号的处理 182
6．6．1 二进制流的采集 183
6．6．2 干扰或噪声的抑制 183
6．6．3 二进制匹配 184
6．7 误码率 184
6．7．1 眼图 184
6．7．2 信号完整性、眼图和BER之间的关系 189
6．8 网络性能的建模与仿真 193
6．8．1 网络元素的建模 193
6．8．2 仿真 196
习题 198
第7章 FlexRay时间同步 200
7．1 全局时间概念在FlexRay中的应用 200
7．1．1 网络启动阶段 201
7．1．2 位时间 202
7．1．3 FlexRay的时间层次 203
7．1．4 全局时间与本地时间 206
7．2 FlexRay-TDMA型网络中的同步 206
7．2．1 问题的提出 206
7．2．2 网络时间同步方面的要求 208
7．3 节点间同步问题的解决方案 210
7．3．1 确保网络节点时间同步的方法 210
7．3．2 时间偏差测量 212
7．3．3 持续时间测量 214
7．3．4 “多合一”测量 215
7．3．5 偏差和速率修正值计算 216
7．4 修正值的应用和实现 219
7．4．1 偏差与偏差修正 219
7．4．2 速率与速率修正 220
7．4．3 何处、何时及如何应用修正 220
7．4．4 时间层级的补充说明 223
习题 224
第8章 网络唤醒、启动和错误管理 226
8．1 网络唤醒 226
8．1．1 节点唤醒过程 226
8．1．2 唤醒模式 227
8．2 网络启动 228
8．2．1 常规网络启动 228
8．2．2 TT-E和TT-L同步模式 232

8．3 错误管理 234
8．3．1 错误管理的理念 234
8．3．2 降级模式 234
8．3．3 协议的状态转换 235
8．3．4 通道和通信帧上的错误 236
习题 236
第9章 典型节点结构与网络电子组件 238
9．1 FlexRay节点结构 238
9．1．1 节点的主要组成部分 238
9．1．2 处理器和协议管理器的架构 240
9．2 网络的电子组件 242
9．2．1 FlexRay协议管理器 243
9．2．2 线路驱动器 246
9．2．3 有源星 251
9．3 电磁兼容性及其测量 255
9．3．1 电缆端接 256
9．3．2 端接方法比较 257
9．4 静电放电保护 258
9．4．1 测试的严酷度要求 258
9．4．2 静电放电测试设备 258
9．4．3 静电放电抗扰性测试设备的主要性能要求 259
9．4．4 测试方法 259
9．5 一致性测试 260
9．6 总线监控器 261
9．6．1 初级集中式总线监控器规范 261
9．6．2 初级节点总线监控器规范 262
习题 263
第10章 FlexRay系统的开发、集成、分析和测试 264
10．1 V模式开发流程 264
10．1．1 V模式 264
10．1．2 汽车行业V模式开发流程 265
10．1．3 车载总线系统开发流程的分级 267
10．2 FlexRay总线仿真与测试工具 268
10．2．1 网络设计工具 269
10．2．2 仿真验证工具 272
10．2．3 通信分析工具 274
10．2．4 测试与诊断工具 275
10．2．5 通信网络错误仿真工具 275
10．2．6 ECU内部参数标定和测量工具 276
10．3 CANoe的FlexRay协议特征 277
10．3．1 仿真平台的时间同步 277
10．3．2 其他语言程序的应用 279
10．3．3 CANoe中的实时 280
10．4 FlexRay通信在汽车逻辑控制器中的实现 281
10．4．1 AUTOSAR联盟 282
10．4．2 AUTOSAR系统中的功能分析、虚拟功能总线 282
10．4．3 虚拟到现实的转变 284
10．4．4 AUTOSAR的FlexRay通信栈 285
习题 287
附录A　FlexRay协议官方文件 288
附录B　FlexRay协议主要参数 290
附录C　CAN和FlexRay的差异 298
附录D　缩写语 301
参考文献 304

前言/序言

前 言

实时系统的目的是监视和驱动被控对象的动态过程，通常需要以“实时”方式运行，它的正确性不仅取决于任务所执行计算的逻辑结果，而且取决于这些结果的产生时刻。实时系统分为强实时系统、弱实时系统和关键实时系统三类，其中关键实时系统受到可靠性的制约，涉及运行安全性和容错问题。在关键实时系统中，如果响应时间延迟所导致的结果是错误的，并且失效所产生的后果超过系统的附加值，那么系统的所有运行情况必须进行确认，研究难度较大。因此，这类系统的发展一直滞后于前两类系统。

FlexRay作为汽车行业最新推出的实时传输网络系统，它既考虑了时间同步、通信调度和容错机制，又考虑了传输速度、安全性、操作灵活性、实时、分布式智能、网络拓扑等，对于关键实时系统的发展将会起到极大的推动作用。但是，FlexRay将许多概念交集在一起，深奥难懂，给人们学习和掌握这一新型网络带来很大困难。本书作者期望通过编写本书，系统、清晰、深入地介绍实时传输网络FlexRay的产生背景、理论与技术基础，反映实时传输网络的最新发展状况，并结合辅助开发工具介绍FlexRay总线系统的开发、集成、分析和测试 方法。

为避免读者失去试图了解这一主题的信心，作者在组织和编写过程中认真考虑了教学和自学的需要。第1章简要介绍实时系统的一些基本概念，分析进行实时传输网络研究的目的和必要性；第2章介绍与网络媒体访问密切相关的全局时间同步原理；第3章描述实时调度原理，为探讨通信报文调度奠定基础；第4章从通信循环、段和帧的角度描述FlexRay协议；第5~8章深入探讨FlexRay协议的媒体访问控制、物理层、时间同步、网络唤醒、网络启动和错误管理等核心内容；第9~10章重点讨论节点的结构、FlexRay网络组件和AUTOSAR，并介绍FlexRay实时传输网络系统的开发、集成、分析和测试方法。全书共分10章，每章配有习题。

本书的编写得到了资深学者、同事和电子工业出版社的大力支持。应启戛、吴勤勤教授为本书的组织结构和新术语的定义提出了很多宝贵建议；单冰华、魏志强、屠雨、李莎、张宇惠、车蕊、刘鲁平、邵文学、郭超、杨涛远等仔细阅读了部分或全部书稿，并提出了许多改进建议；电子工业出版社的宋梅编审在本书的体例格式和易读性方面给予作者许多帮助。在此谨向他们以及本书中引用的参考文献的作者们致以衷心的感谢。

由于作者水平有限，书中错误和不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

作 者

2017年1月1日

《嵌入式系统实时通信：CAN FD与ROS2深度解析》 内容概述 本书旨在为广大嵌入式系统工程师、汽车电子开发者、机器人技术研究人员以及对实时通信技术感兴趣的读者提供一本深度、实用的技术参考。本书聚焦于当前嵌入式系统领域中两种极具代表性的实时通信技术：CAN FD（Controller Area Network Flexible Data-Rate）和ROS2（Robot Operating System 2）。通过对这两种技术的原理、架构、核心概念进行深入剖析，并结合丰富的实际应用案例，读者将能够全面掌握在复杂、高要求的嵌入式应用中设计、实现和优化实时通信系统的能力。 本书并非对单一技术的孤立讲解，而是强调不同技术在现代嵌入式系统中的协同作用与应用场景。CAN FD作为经典CAN协议的演进，在带宽和效率上实现了显著提升，使其在对数据吞吐量要求日益增高的汽车电子、工业自动化等领域依旧扮演着重要角色。而ROS2作为新一代的机器人操作系统，提供了一套强大的中间件和开发工具，使得跨平台、分布式、实时性强的机器人应用开发成为可能。本书将深入探讨CAN FD的物理层、数据链路层、协议细节，以及其在嵌入式硬件上的实现；同时，也将全面介绍ROS2的DDS（Data Distribution Service）通信机制、节点管理、话题（Topics）、服务（Services）、动作（Actions）等核心概念，并详细阐述其在多机器人协同、传感器数据融合、实时控制等方面的应用。 本书的另一大特色在于其对理论与实践的平衡。在阐述技术原理的同时，书中将穿插大量贴近实际开发的范例。这些范例不仅包括代码实现，还涵盖了硬件选型、驱动开发、性能调优、故障诊断等多个环节，力求让读者能够将所学知识直接应用于实际项目中。对于CAN FD，我们会展示其在嵌入式微控制器上的编程接口、错误处理机制以及与其他系统的集成方法。对于ROS2，我们将提供完整的ROS2节点开发示例，包括创建自定义消息类型、实现节点间的通信、利用ROS2提供的工具进行仿真和调试等。 此外，本书还将探讨CAN FD与ROS2在特定应用场景下的集成方案。例如，如何在ROS2系统中集成CAN FD节点，实现机器人与车身控制单元（ECU）之间的高效数据交互；如何利用ROS2强大的仿真能力来测试和验证基于CAN FD的通信系统。这种跨技术的融合性讲解，旨在帮助读者应对日益复杂和多样化的嵌入式系统设计挑战。 第一部分：CAN FD——高性能嵌入式通信的新标准 第一章：CAN协议及其局限性回顾 1.1 CAN协议基础回顾 CAN（Controller Area Network）协议的诞生背景与应用领域 CAN协议的帧格式（数据帧、远程帧、错误帧、过载帧） CAN协议的特点：多主控制、广播通信、冲突检测与仲裁、错误检测与处理 CAN协议在汽车电子、工业控制中的经典应用 1.2 传统CAN协议的性能瓶颈 数据传输速率的限制（最高1 Mbit/s） 负载效率问题：固定开销与数据载荷比例 在高带宽、低延迟应用中的不足（例如，ADAS、高级信息娱乐系统） 对不断增长的数据量和复杂性的应对挑战 第二章：CAN FD协议详解 2.1 CAN FD的产生背景与设计目标 为满足未来嵌入式系统对更高通信性能的需求 克服传统CAN协议的带宽和负载限制 保持与传统CAN协议的兼容性（向下兼容考量） 2.2 CAN FD的关键改进点 灵活数据速率（Flexible Data-Rate）： 仲裁阶段（Arbitration Phase）与数据阶段（Data Phase）的速率分离 数据阶段速率提升的原理与实现（例如，使用更高频率的时钟） 不同数据速率组合的配置选项 更大的数据载荷（Increased Payload）： 帧格式的修改：最大载荷提升至64字节（相比传统CAN的8字节） 载荷增加对协议效率的影响分析 CRC（Cyclic Redundancy Check）算法的增强与校验范围的扩大 其他优化： Stuff Bit Rule的改进（例如，BRP [Bit Rate Prescaler] 的扩展） ISO 11898-1:2015标准介绍 2.3 CAN FD帧格式深入剖析 CAN FD数据帧与传统CAN数据帧的比较 SOF（Start of Frame）、ID（Identifier）、RTR（Remote Transmission Request）、IDE（Identifier Extension）、r0/r1（Reserved Bits）、ESI（Error State Indicator）、BC（Bitrate Control）、DC（Data Length Code）、DLC（Data Length Code）等字段的解析 ID扩展（Extended ID）在CAN FD中的作用 BC（Bitrate Control）字段如何控制数据阶段速率 CRC字段的更新与长度变化 2.4 CAN FD的物理层与电气特性 CAN FD与传统CAN物理层的兼容性 信号的传输与接收 终端电阻的作用与要求 多点通信的网络拓扑结构 CAN FD在不同硬件平台上的实现（例如，微控制器内置CAN FD控制器） 第三章：CAN FD编程与实现 3.1 CAN FD控制器硬件接口 不同微控制器（如STM32, NXP, Microchip等）的CAN FD控制器介绍 寄存器级编程：配置CAN FD控制器（波特率、时钟源、工作模式等） 中断处理机制：接收中断、发送中断、错误中断 3.2 CAN FD报文收发API设计 发送报文的步骤与流程 接收报文的处理与过滤 报文缓存（Buffer）管理 标准库与HAL（Hardware Abstraction Layer）的应用 3.3 CAN FD错误检测与处理 CAN FD错误类型（位错误、填充错误、CRC错误、格式错误、 ACK错误） 错误计数器（TEC, REC）与错误状态 总线关闭（Bus Off）状态的诊断与恢复 通过错误状态进行故障诊断 3.4 CAN FD协议栈的实现（可选） 更高层协议（如CANopen, J1939）在CAN FD上的应用（简述） 自定义应用层协议的设计思路 3.5 CAN FD实际应用范例 范例1： 基于STM32的CAN FD通信节点开发 配置STM32F4xx/STM32H7xx系列微控制器的CAN FD控制器 实现发送和接收任意长度CAN FD报文 实现基本的错误检测与处理 范例2： CAN FD在汽车电子中的应用演示（例如，仪表盘数据更新） 模拟ECU发送CAN FD报文，更新车速、转速等信息 接收端处理报文并显示数据 范例3： CAN FD在工业自动化中的应用（例如，传感器数据采集） 连接多个传感器通过CAN FD总线传输数据 实现数据同步与采集 第四章：CAN FD性能优化与挑战 4.1 数据传输速率与延时的优化 根据应用需求选择合适的数据速率组合 减少报文的仲裁时间 优化中断处理，降低处理延时 4.2 负载效率分析与提升 利用CAN FD的大载荷特性，减少报文数量 设计高效的应用层协议 数据打包与解包的优化 4.3 网络设计与拓扑考虑 总线长度、节点数量与信号完整性的关系 终端匹配与信号反射的控制 分布式时钟同步的挑战 4.4 兼容性与互操作性问题 CAN FD与传统CAN设备混合使用时的注意事项 不同厂商CAN FD控制器之间的互操作性测试 4.5 安全性考量（简述） CAN FD在网络安全方面的潜在风险 访问控制与数据加密的初步探讨 第二部分：ROS2——下一代机器人开发的中间件 第五章：ROS2架构与核心概念 5.1 ROS2的起源与发展 ROS（Robot Operating System）的历史回顾 ROS2的设计目标：提升实时性、安全性、可靠性、跨平台支持 ROS1到ROS2的演进与关键变化 5.2 ROS2的核心组件 DDS（Data Distribution Service）： DDS作为ROS2底层通信中间件的介绍 DDS的发布/订阅模型（Publish/Subscribe） DDS的质量服务（Quality of Service，QoS）策略：可靠性、持久性、生命周期等 不同DDS实现（如Fast DDS, Cyclone DDS）的介绍 Client Library (RCL)： ROS2客户端库的设计理念 Node（节点）：ROS2中的基本运行单元 Topic（话题）：用于异步数据流通信 Service（服务）：用于同步请求/响应通信 Action（动作）：用于长时间运行的任务和反馈 Launch System（启动系统）： 用于管理和启动ROS2节点 YAML格式的launch文件 参数服务器（Parameter Server） Build System（构建系统）： Colcon作为ROS2的默认构建工具 CMakeLists.txt与package.xml的协同作用 5.3 ROS2中的通信机制详解 Topics: Publisher（发布者）与Subscriber（订阅者） 消息类型（Message Types）：标准消息与自定义消息 消息序列化与反序列化 实时性考量：低延迟与高吞吐量 Services: Service Server（服务服务器）与Service Client（服务客户端） Request（请求）与Response（响应） 同步调用与异步调用 Actions: Action Server（动作服务器）与Action Client（动作客户端） Goal（目标）、Feedback（反馈）、Result（结果） 取消（Cancel）机制 在复杂任务中的应用（如路径规划、抓取任务） 5.4 ROS2的实时性与可靠性 ROS2在实时性方面的设计（DDS的QoS策略） 如何配置QoS以满足不同的实时性需求 ROS2的可靠性机制：数据丢失检测与重传 ROS2在嵌入式系统中的应用考量 第六章：ROS2开发入门与实践 6.1 ROS2开发环境搭建 Linux（Ubuntu）下的ROS2安装与配置 Windows和macOS下的ROS2安装 ROS2工作空间（Workspace）的创建与管理 6.2 创建与管理ROS2节点 使用C++和Python编写ROS2节点 节点的生命周期管理 节点之间的通信：发布/订阅、服务、动作 6.3 自定义消息、服务与动作 定义自定义消息类型 (.msg) 定义自定义服务类型 (.srv) 定义自定义动作类型 (.action) 使用`ros2 msg show`, `ros2 srv show`, `ros2 action show`命令查看 6.4 ROS2工具的使用 `ros2 topic`命令：列出话题、发布/订阅数据、显示消息内容 `ros2 service`命令：列出服务、调用服务 `ros2 action`命令：列出动作、发送目标、订阅反馈/结果 `ros2 param`命令：读写节点参数 `ros2 bag`命令：录制和回放ROS2数据 `rqt`工具的使用：可视化调试工具 6.5 ROS2仿真环境（Gazebo/Ignition） Gazebo/Ignition在机器人仿真中的应用 创建机器人模型（URDF/XACRO） 编写ROS2节点与仿真环境交互 仿真中的传感器数据处理 6.6 ROS2实际应用范例 范例1： 简单的ROS2发布/订阅节点开发 创建一个发布字符串消息的节点 创建一个订阅字符串消息并打印的节点 范例2： ROS2服务调用示例 创建一个提供加法服务的节点 创建一个调用加法服务的节点 范例3： ROS2动作通信示例（例如，简单的点到点导航） 创建一个发送目标点的动作服务器节点 创建一个接收目标点并模拟移动的动作客户端节点 范例4： 使用`ros2 bag`录制传感器数据并回放 录制激光雷达（LiDAR）或相机数据 回放数据并进行可视化分析 第三部分：CAN FD与ROS2的集成与高级应用 第七章：ROS2与CAN FD的无缝集成 7.1 集成场景分析 机器人与汽车电子的通信桥梁 在ROS2中控制具有CAN FD接口的硬件 将CAN FD传感器数据接入ROS2系统 7.2 构建ROS2 CAN FD接口节点 方法一： 直接在ROS2节点中调用CAN FD库 在ROS2 C++或Python节点中集成CAN FD驱动API ROS2节点作为Publisher/Subscriber，与CAN FD报文进行转换 实现CAN FD报文到ROS2消息的映射 方法二： 使用现有的ROS2 CAN FD驱动包 介绍社区开发的ROS2 CAN FD驱动（如有） 如何安装、配置和使用这些驱动包 对驱动包的分析与二次开发 7.3 数据转换与映射策略 CAN FD报文ID到ROS2话题的映射 CAN FD数据载荷到ROS2消息字段的转换 速率控制与同步策略 错误处理与状态报告 7.4 性能与实时性考量 ROS2节点与CAN FD控制器之间的通信延迟 DDS QoS策略对集成性能的影响 如何优化数据转换以减少开销 7.5 集成范例 范例1： 将CAN FD传感器（如IMU）数据集成到ROS2 创建一个ROS2节点，通过CAN FD接收IMU数据 将CAN FD数据转换为ROS2的`sensor_msgs/Imu`消息格式 发布到ROS2话题，供其他节点使用 范例2： 使用ROS2控制具有CAN FD接口的电机控制器 创建一个ROS2节点，接收速度指令话题 将ROS2指令转换为CAN FD报文发送给电机控制器 接收电机状态反馈，并发布到ROS2话题 第八章：高级应用与未来展望 8.1 CAN FD在复杂嵌入式系统中的应用 高级驾驶辅助系统（ADAS）中的CAN FD应用 信息娱乐系统（Infotainment）的数据通信 工业物联网（IIoT）中的实时数据采集与控制 8.2 ROS2在分布式与多机器人系统中的应用 多机器人协同定位与导航 分布式传感器网络的数据融合 ROS2的安全性特性及其在关键应用中的作用 8.3 ROS2与ROS Graph的结合 ROS2的动态图（Graph）构建与可视化 如何理解和利用ROS2的通信拓扑 8.4 边缘计算与ROS2 ROS2在嵌入式设备上的部署与优化 与边缘AI模型的结合 8.5 新兴通信技术趋势 TSN（Time-Sensitive Networking）与ROS2的潜在结合 5G/6G技术对嵌入式通信的影响 8.6 总结与建议 对CAN FD和ROS2未来发展方向的展望 给读者的学习与实践建议 附录 A. CAN FD标准文档参考 B. ROS2官方文档链接与资源 C. 常用ROS2 DDS实现介绍 D. 常用微控制器CAN FD库函数参考 本书内容紧密围绕CAN FD和ROS2这两种关键技术展开，力求在原理讲解、技术细节、实际操作和应用场景等多个维度上为读者提供全面的知识体系。通过阅读本书，读者将能够深刻理解这两种技术的核心价值，并具备在实际工程中独立设计和实现高性能实时通信系统的能力。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《实时传输网络FlexRay原理与范例》，就被它厚实的篇幅和精美的排版吸引了。作为一名在汽车电子行业摸爬滚打多年的工程师，我深知FlexRay在现代汽车分布式控制系统中的重要地位。然而，市面上很多介绍FlexRay的书籍，要么过于偏重理论，让人觉得枯燥乏味；要么就是流于表面，缺乏深度。这本《实时传输网络FlexRay原理与范例》在这方面做得非常出色。它在讲解FlexRay的核心概念时，并没有停留在抽象的理论层面，而是巧妙地结合了实际的应用场景。书中对FlexRay的调度算法、时间同步机制以及其在不同汽车总线系统中的协同工作方式进行了深入剖析，这些内容对于理解FlexRay在实际复杂系统中的作用至关重要。我特别欣赏的是，作者并没有回避FlexRay的一些复杂性和挑战，而是坦诚地进行了讨论，并提供了一些解决问题的思路和方法。读完这本书，我感觉自己对FlexRay的理解进入了一个全新的层次，对于如何在实际项目中应用FlexRay，以及如何优化其性能，都有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我是一名软件开发工程师，最近开始接触汽车电子领域，听说FlexRay是其中一个非常关键的技术，于是就买了这本《实时传输网络FlexRay原理与范例》来学习。坦白说，刚开始看到书名时，有点担心内容会过于晦涩难懂。但翻开之后，惊喜不断。这本书的语言非常通俗易懂，作者在解释FlexRay的各种概念时，就像在和朋友聊天一样，一点也不觉得枯燥。尤其是在讲到FlexRay的各种通信模式和协议栈的时候，作者运用了很多形象的比喻和流程图，让我很快就抓住了核心要点。最让我惊喜的是，书中提供的范例非常实用。它不只是简单的代码片段，而是从一个完整的应用场景出发，逐步引导读者完成FlexRay系统的搭建和调试。我跟着书中的范例，成功地在一个模拟环境中实现了FlexRay通信，这让我对这个技术的掌握不再是停留在理论层面，而是有了实际的操作经验。这本书对我来说，就像是进入FlexRay世界的一把钥匙，让我能够自信地去探索和应用这项技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名汽车行业的研究生，我一直致力于探索下一代汽车通信技术。《实时传输网络FlexRay原理与范例》这本书的出现，无疑为我的研究提供了重要的理论支撑和实践指导。它不仅系统地介绍了FlexRay协议的基础原理，包括其独特的时分多址（TDMA）和循环调度机制，以及如何实现高精度的时间同步，还深入探讨了FlexRay在汽车网络架构中的地位和作用。我特别欣赏书中对于FlexRay与其他汽车总线（如CAN、LIN）的比较分析，这有助于我更全面地理解FlexRay的优势和局限性。此外，书中提供的多个实际应用范例，从硬件平台的选择到软件的开发调试，都给出了详尽的指导。我利用书中提供的方法，成功地在实验室环境中搭建了一个小型的FlexRay通信系统，并进行了数据采集和分析。这些实践经验极大地提升了我对FlexRay的理解深度，也为我的毕业论文提供了宝贵的素材。这本书无疑是汽车通信领域研究人员的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

对于任何想要深入了解FlexRay协议的从业者来说，这本书绝对是一笔宝贵的财富。《实时传输网络FlexRay原理与范例》在内容深度和广度上都做得非常出色。它不仅详细阐述了FlexRay协议的每一个细节，包括物理层、数据链路层和传输层等，还深入探讨了FlexRay在汽车电子领域中的实际应用，例如在动力总成控制、底盘控制以及信息娱乐系统中的集成。我尤其对书中关于FlexRay的容错机制和实时性保障的章节印象深刻，这些都是保障汽车安全和稳定运行的关键。作者在阐述复杂概念时，善于运用图表和实例，使得抽象的理论变得具体可感。更难得的是，书中提供的范例代码清晰、注释详细，可以直接用于学习和参考，这对于节省开发时间、加速项目进程具有极大的帮助。这本书的出现，无疑为汽车电子工程师们提供了一个全面、系统、实用的FlexRay学习平台。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我一直对汽车通信系统很感兴趣，尤其是像FlexRay这样高速、可靠的传输协议。一直以来，关于FlexRay的资料都比较零散，要么过于理论化，要么缺乏实际操作的指导。而这本《实时传输网络FlexRay原理与范例》正好填补了这一空白。它的理论部分讲解得非常透彻，从FlexRay的帧结构、时隙分配、同步机制，到它的容错能力和安全性设计，都一一娓娓道来，而且用了很多生动的比喻，让我这种初学者也能轻松理解。更重要的是，书中提供的范例部分，真是太给力了！我一直想亲手搭建一个FlexRay通信链路，但苦于没有具体的参考。这本书里的范例，从硬件选型、软件配置，到实际的通信协议栈实现，都有详细的步骤和代码示例。我跟着书中的指引，很快就成功地搭建了一个小型FlexRay网络，并实现了数据的实时传输。这个过程让我对FlexRay的理解更加深刻，也对未来在汽车电子领域的深入研究充满了信心。这本书不仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱，让我受益匪浅。