伴随着汽车性能的不断提高,车内电子控制系统的应用日益复杂,这也促进了汽车网络技术的飞速发展和广泛应用,多总线技术的使用支持更多的电子控制单元引入到汽车中,从而极大的提高了汽车的安全性和舒适性。但多总线协议间的通信必须通过总线交换机完成不同协议的转换,因此也给汽车整体性带来很多的问题,如可维护性差、可靠性降低等,尤其有新的总线技术引入时,需要对现有交换机进行较大的改动,甚至要重新设计开发,从而增加开发成本,不利于车内网络的开放性。本文使用量子框架提供的软件总线平台设计CAN/LIN/FlexRay的多总线交换机来提高车内网络系统的开放性。本文主要研究内容如下:研究有限状态机及其具体的实现技术——量子框架。量子框架是以活动对象作为基本的构成元素,所有活动对象间的消息传递都是通过量子框架来实现的。在开放式系统中,量子框架扮演软件总线的角色。本文提出了一种具有开放性的CAN/LIN/FlexRay的多总线交换机框架,这种框架不依赖于控制器和操作系统的类型,可以实现软件和硬件层次上的开放。文章提出了多总线交换机的实时性设计和整体的设计方案。首先介绍了CAN总线技术的同步机制原理和方法。其次,在简要介绍FlexRay这种新型的总线技术的发展和特点的基础上,论述其内部同步机制的原理,并从量子框架的角度进一步分析FlexRay网络同步过程——FlexRay节点的时钟同步和节点初始化过程,提出了多总线交换机实时性设计思想,并提出了多总线交换机的软硬件设计方案。文章介绍了多总线交换机的硬件电路和软件设计。在对嵌入式操作系统的移植和基于量子框架提供的软件总线的配置——运行环境层和系统软件层进行了简要的说明的基础上,文章分析了多总线交换机的工作过程,建立了各个功能模块的基于量子框架的状态机模型,以操作系统的设计模式研究了交换机的设计方法,并通过建立一个典型的车内网络系统实例验证了多总线交换机的功能性和开放性。