汽車ECU通訊新平臺--FlexRay（V2.1）協(xié)議規(guī)范
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只含有單個的數(shù)據(jù)域，即一個24位的CRC。FlexRay的CRC計算是遵循一定的運算法則。包括幀頭CRC計算和數(shù)據(jù)幀CRC計算。
3．媒體接入控制（Media Access Control）
在媒體接入控制中，一個重要的概念就是通訊周期（communicationcycle）。在一個通訊周期內(nèi)，FlexRay提供兩種媒體接入時序的選擇：一種是靜態(tài)的分時多址接入時序（TDMA）；一種是動態(tài)的基于最小時間片（mini-slotting）時序。
在1個通訊周期內(nèi)，有4個時間等級（timing hierarchy），從最低層到最高層分別是：最小時間節(jié)拍層（microtick）、最大時間節(jié)拍層（macrotick）、仲裁網(wǎng)格層（arbitrationgrid）和通訊周期層。如圖15所示。
僅次于最高層就是仲裁網(wǎng)格層，仲裁網(wǎng)格層形成FlexRay的媒體接入仲裁的核心，它解決的是采用何種方式接入媒體。在動態(tài)部分，仲裁網(wǎng)格由若干個最小時間片（minislot）組成。
1）靜態(tài)部分
在該時間段內(nèi)由若干個靜態(tài)時間片（staticslot）組成，每個時間片的長度都相等。不同的節(jié)點根據(jù)全局時間判斷在某一時刻開始接收或發(fā)送某一特定的數(shù)據(jù)幀（flameID）。為了確定這一時刻每個節(jié)點的每一個通道上．都含有一個時間片計數(shù)器，兩個計數(shù)器是同步計數(shù)的。例如有3個節(jié)點，分別為node1、node2和node3。假設(shè)靜態(tài)部分開始于00:10，節(jié)點在時間上的順序為1-2-3，那么node1將在00:10這一時刻開始在兩個通道上傳輸flameID1；在00:20時刻node2開始在一個通道上傳輸flameID2；node3在00:30開始傳輸，即使沒有數(shù)據(jù)幀。如圖16所示。
采用的是基于最小時間片的時序，由若干個最小時間片組成，最小時間片的長度都相等。幀的長度是可變的，而且與靜態(tài)部分相比，動態(tài)部分的兩個時間片計數(shù)器是獨立計數(shù)的，在不傳輸數(shù)據(jù)幀時，計數(shù)器以minislot為周期進(jìn)行加1計數(shù)，在傳輸數(shù)據(jù)幀時計數(shù)器不工作。兩個通訊通道不必同步。一個動態(tài)時間片（Dynamicslot）包含一個或多個minislot。如圖17所示。
4．時鐘同步
簇內(nèi)所有的節(jié)點都應(yīng)有相同的“時間觀”，就好像全國都遵守一個標(biāo)準(zhǔn)的全局時間——北京時間。但這并不意味著節(jié)點間具有完全嚴(yán)格的同步時間，只要節(jié)點間的時間差保持在允許的誤差范圍內(nèi)即可。由上述可知FlexRay的時間等級制度：若干個最小時鐘節(jié)拍構(gòu)成一個最大時鐘節(jié)拍，而若干個最大時鐘節(jié)拍又構(gòu)成通訊周期的一個單元。最小時鐘節(jié)拍是由通訊控制器（CC）的外部晶振提供，對于不同的控制器，最小時鐘節(jié)拍可能會不相同；在一個簇內(nèi)所有同步節(jié)點的最大時鐘節(jié)拍都相等。
時鐘同步包含兩個主要過程：最大時鐘節(jié)拍產(chǎn)生過程（MTG）和時鐘同步過程（CPS）。如圖18所示。MTG控制時間片計數(shù)器初值，并對其進(jìn)行修正。時鐘同步過程（CPS）主要完成一個通訊周期開始的初始化，測量并存儲時間偏差值，計算頻率與相位的修正值。時間偏差可以分為相位（offset）和頻率（rate）偏差。相位偏差是兩個時鐘在某一特定時間的絕對差別頻率偏差是相位．偏差隨著時間推移的變化，它反映了相位偏差在特定時間的變化。FlexRay同時對頻率與相位進(jìn)行修正。節(jié)點計算數(shù)據(jù)幀到達(dá)的實際時刻，并與理論上的預(yù)測時刻比較，得到的值就是發(fā)送節(jié)點與接收節(jié)點的時間偏差，并采取一定的算法進(jìn)行修正，最終使簇內(nèi)的節(jié)點上的時間實現(xiàn)“同步”。
喚醒針對的是電源管理系統(tǒng)。有些節(jié)點在不工作時處于“節(jié)電”模式（power-savingmode），當(dāng)再次投入工作時就需要“喚醒”該節(jié)點；單個節(jié)點可喚醒整個組群；主機(jī)可在通訊信道上傳輸喚醒模式（wakeup-pattern）。節(jié)點通過收發(fā)器進(jìn)行喚醒：當(dāng)節(jié)點的收發(fā)器接收到喚醒特征符（wakeup-symbol）后，對主機(jī)處理器和通訊控制器進(jìn)行上電。
只有將節(jié)點喚醒后，才能啟動節(jié)點工作。初始化一個啟動過程稱為“冷啟動（coldstart）”，能進(jìn)行冷啟動的節(jié)點數(shù)目是有限的。系統(tǒng)的啟動由兩個邏輯步驟組成：①冷啟動節(jié)點啟動；②其他非冷啟動節(jié)點通過接收啟動幀，與冷啟動節(jié)點整合到一起。
三、FlexRay展望
FlexRay以其確定的網(wǎng)絡(luò)通訊、高速的數(shù)據(jù)傳輸及強大的容錯功能，很可能成為將來汽車上的底盤系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及線控系統(tǒng)的ECU通訊新的標(biāo)準(zhǔn)，并取代高速TTCAN網(wǎng)絡(luò)。2005年10月，Philips推出了全球第一個FlexRay系統(tǒng)解決方案，包括一個收發(fā)器和一個攜帶嵌入式FlexRay2.1版本通訊控制器且基于ARM的微控制器。2006年1月，飛利浦半導(dǎo)體公司推出了面向主動安全系統(tǒng)的FlexRay2.1系統(tǒng)解決方案。該解決方案包括兩個主要部分：TJA1080收發(fā)器和包含一個ARM9微控制器并且完整集成FlexRay2.1版本的SJA2510通訊控制器。目前德國寶馬汽車公司承認(rèn)它將采用FlexRay作為主動懸架中用于節(jié)氣閥控制的數(shù)據(jù)高速鏈路，在2006年末或2007年初基本實現(xiàn)生產(chǎn)。此外，F(xiàn)lexRay的評估套件也已經(jīng)推出。相信在不久的將來，F(xiàn)lexRay必定成為新一代車載網(wǎng)絡(luò)的“排頭兵”。(end)
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