(完整word版)FlexRay总线知识.doc

FlexRay新一代车载总线，具备高传输速率、硬实时、安全性和灵活性的特点。采用周期通信的方式，一个通信周期可以划分为静态部分、动态部分、特征窗和网络空闲时间4个部分。静态部分和动态部分用来传输总线数据，即FlexRay报文。特征窗用来发送唤醒特征符和媒介访问检测特征符。网络空闲时间用来实现分布式的时钟同步和节点参数的初始化。（2）通信调度灵活性。FlexRay总线在一个通信周期采用了两种接入时序：静态部分采用时分多址（TDMA）的接入时序，动态部分采用柔性时分多址（FTDMA）的接入时序。静态部分将通信时间划分为多个等时长的静态时隙，不同帧ID的静态帧在相应ID的时隙内发送，实现了报文发送的确定性。动态部分将通信时间划分为多个等时长的微时隙，不同帧ID的动态帧在相应ID的动态时隙内发送。一个动态时隙可以占用一个或多个微时隙，动态帧的发送时间并不确定，根据动态部分的负载情况可能延后发送，甚至延后到下一周期。FlexRay总线协议适用于分布式控制网络，在通信调度表的实现和时钟同步方面均采用了分布式的控制方式，即网络中不存在Master或Slave节点。FlexRay协议标准中定义了同步和异步帧传输，同步传输中保证帧的延迟和抖动，异步传输中有优先次序，还有多时钟同步，错误检测与避免，编码解码，物理层的总线监控设备等。FlexRay具有高速、可靠及安全的特点.FlexRay在物理上通过两条分开的总线通信，每一条的数据速率是10MBit/s。FlexRay还能够提供很多网络所不具有的可靠性特点。尤其是FlexRay具备的冗余通信能力可实现通过硬件完全复制网络配置，并进行进度监测。FlexRay同时提供灵活的配置，可支持各种拓扑，如总线、星型和混合拓扑。FlexRay本身不能确保系统安全，但它具备大量功能，可以支持以安全为导向的系统（如线控系统）的设计。FlexRay导线控制应用的例子包括：线控操作转向：典型的是使用电子控制单元。防抱死制动系统(ABS)：包括车辆稳定控制(V)和车辆稳定助手(VSA)。动力系：—代替现有的机械系统控制电子节气门。该电子节气门和现有系统结合工作，如电脑化燃油喷射器、电脑化可变进气系统、电脑化怠速控制系统。FlexRay节点的核心是ECU，是接入车载网络中的独立完成相应功能的控制单元。主要由电源供给系统、主处理器、固化FlexRay通信控制器、可选的总线监控器和总线驱动器组成，主处理器提供和产生数据，并通过FlexRay通信控制器传送出去。总线驱动器连接着通信控制器和总线，或是连接总线监控器和总线。主处理器把FlexRay控制器分配的时间槽通知给总线监视器，然后总线监视器就允许FlexRay控制器在这些时间槽中来传输数据。数据可以在任何时候被接收。a.发送数据Host将有效的数据送给CC，在CC中进行编码，形成数据位流(bitstream)，通过BD发送到相应的通道上。b.接受数据在某一时刻，由BD访问栈，将数据位流送到CC进行解码，将数据部分由CC传送给Host。冷启动节点启动+其他非冷启动节点通过接受启动帧与冷启动节点整合到一起。星状结构的优势在于：它在接收器和发送器之间提供点到点连接。该优势在高传输速率和长传输线路中尤为明显。2.负载段前言指示（PayloadPreambleindicator，1位）。指明帧的负载段的向量信息。在静态帧中，该位指明的是NWVector；在动态帧中，该位指明的是信息ID；信息ID使用负载段的前两个字节进行定义，可以在接收方作为可过滤数据使用；FlexRay的通信是在周期循环中进行的。ST和DYN由时槽slot构成，通过时槽传输帧信息，时槽经固定的周期而重复。在静态段中，采用时分多址TDMA技术实现时间触发。将多个时槽固定分配给每个节点，这些时槽内，只允许该节点传输数据。所有时槽的大小相同，并且是从1开始向上编号，在运行期间，该时槽的分配不能修改，静态部分传送的信息在通信开始时就应该组合好。这种访问方法，保证在静态段中传输的特定消息，在周期循环中拥有固定的位置，也就是说接收器已经提前知道了消息到达的时间，尽可能保持传输的同步与可测试。动态段采用更灵活的时分多址技术FTDMA，使用小时槽mini-slot作为访问动态部分的通信媒介。各个节点利用信息ID（报文ID）中定义好的优先级竞争带宽。如果在小时槽中出现了总线访问，时槽就会按照需要的时间来扩展，因而总线的带宽是动态可变动。静态段可以保证对总线的访问是确定性的。但是通过对节点和信息分配时槽的方法来固定分配总线带宽，就导致了总线带宽利用率低，而且灵活性差，不利于以后节点的扩充。动态段采用时间触发的方式传输事件信息，保证一些具有高优先权的数据能够在总线忙时也有机会发送信息，这样各个节点可以共享这部分带宽，而且带宽可动态分