?????? FlexRay車載網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為同類產(chǎn)品的基準(zhǔn)，將在未來(lái)很多年內(nèi)，引導(dǎo)整個(gè)汽車電子產(chǎn)品控制結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。FlexRay是繼CAN 和LIN之后的最新研發(fā)成果，可以有效管理多重安全和舒適功能：譬如，FlexRay適用于線控操作(X-by-Wire)。

　　FlexRay是戴姆勒克萊斯勒公司的注冊(cè)商標(biāo)。FlexRay聯(lián)盟 （FlexRay Consortium）推進(jìn)了FlexRay的標(biāo)準(zhǔn)化，使之成為了新一代汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。FlexRay關(guān)注的是當(dāng)今汽車行業(yè)的一些核心需求，包括更快的數(shù)據(jù)速率，更靈活的數(shù)據(jù)通信，更全面的拓?fù)溥x擇和容錯(cuò)運(yùn)算。

　　因此，FlexRay可以為下一代的車內(nèi)控制系統(tǒng)提供所需的速度和可靠性。CAN網(wǎng)絡(luò)最高性能極限為1Mbps。而FlexRay兩個(gè)信道上的數(shù)據(jù)速率最大可達(dá)到10Mbps,總數(shù)據(jù)速率可達(dá)到20Mbit/秒，因此，應(yīng)用在車載網(wǎng)絡(luò)，FlexRay 的網(wǎng)絡(luò)帶寬可能是CAN的20倍之多。

　　FlexRay還能夠提供很多CAN網(wǎng)絡(luò)所不具有的可靠性特點(diǎn)。尤其是FlexRay具備的冗余通信能力可實(shí)現(xiàn)通過(guò)硬件完全復(fù)制網(wǎng)絡(luò)配置，并進(jìn)行進(jìn)度監(jiān)測(cè)。FlexRay同時(shí)提供靈活的配置，可支持各種拓?fù)?#xff0c;如總線、星型和混合拓?fù)洹ＴO(shè)計(jì)人員可以通過(guò)結(jié)合兩種或兩種以上的該類型拓?fù)鋪?lái)配置分布式系統(tǒng)。

　　另外，FlexRay可以進(jìn)行同步（實(shí)時(shí)）和異步的數(shù)據(jù)傳輸，來(lái)滿足車輛中各種系統(tǒng)的需求。譬如說(shuō)，分布式控制系統(tǒng)通常要求同步數(shù)據(jù)傳輸。

　　為了滿足不同的通信需求，FlexRay在每個(gè)通信周期內(nèi)都提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)通信段。靜態(tài)通信段可以提供有界延遲，而動(dòng)態(tài)通信段則有助于滿足在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的不同帶寬需求。FlexRay 幀的固定長(zhǎng)度靜態(tài)段用固定時(shí)間觸發(fā)（fixed-time-trigger）的方法來(lái)傳輸信息，而動(dòng)態(tài)段則使用靈活時(shí)間觸發(fā)的方法來(lái)傳輸信息。

　　FlexRay不僅可以像CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)這樣的單信道系統(tǒng)一般運(yùn)行，而且還可以作為一個(gè)雙信道系統(tǒng)運(yùn)行。雙信道系統(tǒng)可以通過(guò)冗余網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)——這也是高可靠系統(tǒng)的一項(xiàng)重要性能。

　　FlexRay的各種特點(diǎn)均適合實(shí)時(shí)控制的功能。

　　FlexRay的應(yīng)用

　　FlexRay 面向的是眾多的車內(nèi)線控操作(X-by-Wire)。

　　FlexRay 導(dǎo)線控制應(yīng)用的例子包括：

　　* 線控操作轉(zhuǎn)向－典型的是使用電子控制單元

　　*防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)-包括車輛穩(wěn)定控制(VSC)和車輛穩(wěn)定助手（VSA）

　　FlexRay 節(jié)點(diǎn)運(yùn)算

　　每個(gè)FlexRay節(jié)點(diǎn)都包括一個(gè)控制器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器部件。控制器部件包括一個(gè)主機(jī)處理器和一個(gè)通信控制器。驅(qū)動(dòng)器部件通常包括總線驅(qū)動(dòng)器和總線監(jiān)控器（可選擇）。總線驅(qū)動(dòng)器將通信控制器與總線相連接，總線監(jiān)控器監(jiān)視接入總線的連接。主機(jī)通知總線監(jiān)控器通信控制器分配了那些時(shí)槽。接下來(lái)，總線監(jiān)控器只允許通信控制器在這些時(shí)槽中傳輸數(shù)據(jù)，并激活總線驅(qū)動(dòng)器。若總線監(jiān)控器發(fā)現(xiàn)時(shí)間時(shí)序有間隔，則斷開(kāi)通信信道的連接。

　　FlexRay的節(jié)點(diǎn)有幾個(gè)基本的運(yùn)行狀態(tài)：

　　*配置狀態(tài)（默認(rèn)配置/配置）-用于各種初始化設(shè)置，包括通信周期和數(shù)據(jù)速率

　　*就緒狀態(tài)-用于進(jìn)行內(nèi)部的通信設(shè)置

　　*喚醒狀態(tài)-用于喚醒沒(méi)有在通信的節(jié)點(diǎn)。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)向另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒信號(hào)，喚醒并激活總線驅(qū)動(dòng)器、通信控制器、和總線監(jiān)控器。

　　*啟動(dòng)狀態(tài)-用于啟動(dòng)時(shí)鐘同步，并為通信做準(zhǔn)備。

　　*正常狀態(tài)（主動(dòng)/被動(dòng)）-可以進(jìn)行通信的狀態(tài)

　　*中斷狀態(tài)-表明通信中斷

　　FlexRay節(jié)點(diǎn)還有與錯(cuò)誤處理相關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。這些轉(zhuǎn)移是在時(shí)鐘同步和時(shí)鐘校正錯(cuò)誤的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的數(shù)值基礎(chǔ)上加以管理的。當(dāng)個(gè)別節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘與FlexRay同步節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘有所出入時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)時(shí)鐘校正錯(cuò)誤。FlexRay 網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)或一個(gè)以上傳輸同步信息的同步節(jié)點(diǎn)。在收到任意一條同步信息后，節(jié)點(diǎn)會(huì)將其時(shí)鐘與同步節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘相比較，并根據(jù)同步需要做出必要的變化。

　　每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行錯(cuò)誤計(jì)數(shù)，其中包括時(shí)鐘同步中連續(xù)發(fā)生錯(cuò)誤的次數(shù)。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)還要監(jiān)測(cè)和幀轉(zhuǎn)移/接受狀態(tài)相關(guān)的錯(cuò)誤，其中包括語(yǔ)法錯(cuò)誤、內(nèi)容錯(cuò)誤、總線干擾錯(cuò)誤以及轉(zhuǎn)移沖突所導(dǎo)致的錯(cuò)誤。一旦某節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)該類錯(cuò)誤，就會(huì)通知主機(jī)處理器。錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的使用取決于應(yīng)用用途和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　FlexRay幀和信號(hào)

　　FlexRay使用的通信幀有三個(gè)幀段。

　　和CAN網(wǎng)絡(luò)的事件觸發(fā)協(xié)議不同的是，FlexRay使用時(shí)間觸發(fā)協(xié)議來(lái)轉(zhuǎn)移幀。FlexRay的時(shí)間觸發(fā)模式可以確保數(shù)據(jù)按照事先確定的時(shí)間表進(jìn)行傳輸。此外，雙冗余通信信道Ach和Bch都能傳輸數(shù)據(jù)。

　　頭段包括以下幾位：

　　*保留位-為日后的擴(kuò)展做準(zhǔn)備

　　*負(fù)載段前言指示-指明幀的負(fù)載段的向量信息。在靜態(tài)幀中，該位指明的是NWVector；在動(dòng)態(tài)幀中，該位指明的是消息ID

　　*零幀指示-指明負(fù)載段的數(shù)據(jù)幀是否為零

　　*同步幀指示-指明這是一個(gè)同步幀

　　*起始幀指示-指明發(fā)送幀的節(jié)點(diǎn)是否為起始幀

　　*幀ID-指明在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中分配到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID(有效范圍：1至2047)

　　長(zhǎng)度-說(shuō)明負(fù)載段的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

　　* 頭部CRC- 表明同步幀指示器和起始幀指示器的CRC計(jì)算值，以及由主機(jī)計(jì)算的幀ID和幀長(zhǎng)度

　　*周期-指明在幀傳輸時(shí)間內(nèi)傳輸幀的節(jié)點(diǎn)的周期計(jì)數(shù)

　　幀的負(fù)載段包括三個(gè)部分：

　　*數(shù)據(jù)-可以是0至254字節(jié)

　　*消息ID-任意。 該消息ID 使用負(fù)載段的前兩個(gè)字節(jié)進(jìn)行定義，可以在接收方作為可過(guò)濾數(shù)據(jù)使用。

　　*網(wǎng)絡(luò)管理向量——任意。該向量長(zhǎng)度必須為0至10個(gè)字節(jié)，并和所有節(jié)點(diǎn)相同。

　　該幀的尾段包括硬件規(guī)定的CRC值。這些CRC值會(huì)在連接的信道上面改變種子值，以防不正確的校正。FlexRay 在時(shí)槽中傳輸幀。圖8展示了與FlexRay周期有關(guān)的時(shí)槽的組成結(jié)構(gòu)。

　　在物理層，FlexRay根據(jù)uBP和uBM的不同電壓，使用不同的信號(hào)BP和BM進(jìn)行通信。四個(gè)信號(hào)(見(jiàn)圖9)代表了FlexRay總線的各種狀態(tài)：

　　*Idle_LP： 低功率狀態(tài)

　　*Idle： 無(wú)通信狀態(tài)

　　*Data_1： 邏輯高

　　*Data_0:邏輯低

　　注意在Data_1 和Data_0之間不允許有沖突

經(jīng)過(guò)數(shù)年的改進(jìn)，FlexRay網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟，BMW已經(jīng)在X5中有5個(gè)ECU（電控減震、主控懸吊系統(tǒng)等）應(yīng)用了FlexRay，在下一代產(chǎn)品中將有16ECU予以應(yīng)用。

?

(轉(zhuǎn)載自百度百科)