Utilize este identificador para referenciar este registo:
https://hdl.handle.net/1822/91635
Título: | Safety critical middleware in communication protocols |
Autor(es): | Gomes, José Rui Amorim |
Orientador(es): | Cabral, Jorge |
Palavras-chave: | Protocolo CAN Drivers de dispositivos Sistemas embebidos ISO26262 Segurança crítica CAN Protocol Device drivers Embedded systems Safety-critical |
Data: | 5-Mai-2023 |
Resumo(s): | A área automóvel desde a sua criação está repleta de novas invenções e inovações tendo
evoluído de sistemas puramente mecânicos para cada vez mais elétricos/eletrónicos (E/E). De
entre as várias novas inovações surgiu o X-by-Wire cujo objetivo é melhorar o desempenho e
segurança do veículo, num contexto onde as partes hidráulicas e mecânicas do sistema são
parcialmente substituídas por sistemas elétricos e/ou eletrónicos [1].
Um sistema Steer-by-Wire substitui um sistema de direção convencional trocando a direção
mecânica por uma completamente elétrica. É esperado por um destes sistemas dois serviços
principais: o controlo da direção das rodas de acordo com o pedido do condutor e que
proporcione uma força que emite o feedback que convencionalmente obtido quando se usa um
volante tradicional [2].
Quando se opera neste tipo de sistemas “autónomos” é obrigatório que eles sejam fiáveis
(fail-safe/fail-operational) sendo por norma classificados como sistemas de segurança critica de
controlo, onde um estado de falha num componente não pode levar a falha do sistema completo
[2]. Um destes sistemas é o Steering Angle Sensor (SAS) que calcula a posição e velocidade do
volante durante a sua operação e utilizando o protocolo CAN transmite esses dados para uma
unidade central para posterior processamento e tomada de decisões.
Com esta dissertação implementou-se um driver de comunicação CAN (Controller Area
Network) que suporta os protocolos CAN clássico e CAN-FD com flexibilidade quer nas suas
configurações como nas mensagens que envia e recebe. Importante também que cumpra com
as restrições elevadas de ambientes safe e tolerantes a falhas aproveitando as vantagens da
escolha deste protocolo. Para isto, aplicou-se normas internacionais tais como a ISO 26262
(Functional Safety Standard) com os seus dois pontos chave: Segurança (Safety) e Qualidade
Intrínseca [3] e outros guias como o MISRA. Complementando isto criou-se um GUI capaz de
decifrar, analisar e simular mensagens CAN neste contexto. The automotive field was always filled with new inventions and innovations. It started by being completely mechanical and in recent years with successful iterations using many more electric and electronic subsystems. Among all the innovations, the X-by-Wire has the objective of improving the performance and safety of the vehicle, by replacing several mechanical and hydraulic parts of the system with their electronic or/and electric counterparts [1]. A Steer-by-Wire system replaces the conventional direction car system by eliminating the physical connection between the steering wheel and the wheels of a car by using electrically controlled motors to change the direction of the wheels [4]. It is expected for the system to guarantee two main services: the control of the wheels in accordance with the driver and that the steering wheel produces a feedback force that is usual from a traditional steering wheel [2]. In this type of “autonomous” systems is mandatory for them to be fail-safe, whereby normally are classified as critical safety control systems, defined by having a safe state where even if a component fails the whole system does not crumble to dust [2]. One of these systems is the Steering Angle Sensor, which calculates the position and velocity of the steering wheel during its operation and by using the CAN protocol transmits the calculated data to a central unit for further processing and decision making. This dissertation has for its primary goal the implementation of a safe and flexible CAN communication driver with the objective of fulfilling the high restrictions of safe and fault-tolerant environments. Doing so by taking advantage of design standards and the CAN protocol. Standards such as the ISO 26262 (Road Vehicles – Functional Safety) focused on Safety and Intrinsic Quality and guidelines such as MISRA [3]. The driver must support both classical and CAN-FD configurations as well any type of messages. Adding to the driver, a GUI is also to be developed with display, analysis, and simulation capabilities for CAN messages. |
Tipo: | Dissertação de mestrado |
Descrição: | Dissertação de mestrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/91635 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | BUM - Dissertações de Mestrado DEI - Dissertações de mestrado |
Ficheiros deste registo:
Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Jose Rui Amorim Gomes.pdf | Dissertação de mestrado | 4,38 MB | Adobe PDF | Ver/Abrir |
Este trabalho está licenciado sob uma Licença Creative Commons