基于FlexRay協(xié)議的媒體接入控制的設(shè)計(jì)

　　當(dāng)前廣泛應(yīng)用的車載總線技術(shù)（如CAN、VAN、LIN等總線） 由于缺少確定性、同步性及容錯(cuò)機(jī)制等并不能滿足要求，F(xiàn)lexRay聯(lián)盟推進(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)通信協(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。

　　FlexRay總線中的每個(gè)接入端稱為節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)主要由電源供給系統(tǒng)（Power Supply）、總線驅(qū)動(dòng)器（Bus Driver）、固化有FlexRay通信協(xié)議的通信控制器（Communication Controller） 及主機(jī)（Host）4個(gè)部分組成。通信控制器是通信節(jié)點(diǎn)的核心器件。它主要的功能有媒體接入控制、時(shí)鐘同步、編解碼、協(xié)議操作控制等。媒體接入控制功能是通信控制器的核心功能，解決數(shù)據(jù)進(jìn)入FlexRay通信控制器的方式，為通信控制器的編解碼功能做好時(shí)間準(zhǔn)備以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

　　本文提出一種FlexRay通信控制器媒體接入控制的設(shè)計(jì)方法。該方法直接訪問內(nèi)存，大大縮短了獲取配置的時(shí)間；設(shè)計(jì)更加精簡，能夠保證通信的穩(wěn)定性。

　　1 媒體接入控制的設(shè)計(jì)

　　本文提出的基于內(nèi)存方式實(shí)現(xiàn)媒體接入控制的方法包括以下步驟：首先，媒體接入控制模塊的所有子模塊在統(tǒng)一時(shí)鐘域下工作，用戶把與媒體接入控制相關(guān)的配置信息寫入內(nèi)存；然后，媒體接入控制的各個(gè)子模塊直接從內(nèi)存中讀取該信息。媒體接入控制原理圖如圖1所示。

　　時(shí)鐘產(chǎn)生模塊根據(jù)用戶的配置信息，對控制器晶振產(chǎn)生的最小時(shí)鐘節(jié)拍按照協(xié)議規(guī)定形成系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘周期；控制模塊根據(jù)用戶配置的信息將時(shí)鐘周期進(jìn)一步劃分為4個(gè)獨(dú)立的段，即靜態(tài)段、動(dòng)態(tài)段、符號窗口、網(wǎng)絡(luò)空閑段；計(jì)時(shí)器模塊根據(jù)用戶配置信息實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，用來記錄媒體接入控制所需要的時(shí)間。

　　圖1　媒體接入控制原理圖

　　1.1 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊

　　時(shí)鐘產(chǎn)生模塊實(shí)現(xiàn)媒體接入控制所需要的時(shí)鐘周期，為編解碼功能做好時(shí)間準(zhǔn)備，同時(shí)把該信息傳遞給控制模塊。該模塊首先從內(nèi)存中讀取所需配置信息，主要有 gMacroPerCycle、gdStaticSlot、pMicroPerCycle。時(shí)鐘產(chǎn)生模塊根據(jù)這些配置信息進(jìn)行初始化操作，然后等待晶振的最小時(shí)鐘節(jié)拍（vMicrotick）。當(dāng)最小時(shí)鐘節(jié)拍大于等于pMicroPerCycle/（gMacroPerCycle-1）時(shí)，該模塊產(chǎn)生周期。

　　時(shí)鐘產(chǎn)生模塊處理流程如圖2所示。

　　圖2　時(shí)鐘產(chǎn)生模塊處理流程

　　1.2 控制模塊

　　控制模塊主要為FlexRay通信控制器的媒體接入控制功能提供所需的時(shí)隙劃分，主要有靜態(tài)段（static segment）、動(dòng)態(tài)段（dynamic segment）、符號窗口（symbol window）、網(wǎng)絡(luò)空閑段（network idle time）。