FlexRay笔记
1.FlexRay具有高速、可靠及安全的特點(diǎn)。FlexRay在物理上通過(guò)兩條分開(kāi)的總線通信,每一條的數(shù)據(jù)速率是10MBit/s。CAN網(wǎng)絡(luò)最高性能極限為1Mbps,而FlexRay總數(shù)據(jù)速率可達(dá)到20Mbit/秒。FlexRay支持各種拓?fù)?#xff0c;如總線、星型和混合拓?fù)洹?br />
2.FlexRay節(jié)點(diǎn)的核心是ECU(Electronic Control Unit),是接入車載網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立完成相應(yīng)功能的控制單元。主要由電源供給系統(tǒng)(Power Supply)、主處理器(Host)、固化FlexRay通信控制器(Communication Controller)、可選的總線監(jiān)控器(Bus Guardian)和總線驅(qū)動(dòng)器(Bus Driver)組成。
??? 主處理器提供和產(chǎn)生數(shù)據(jù),并通過(guò)FlexRay通信控制器傳送出去。其中BD和BG的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)于通道數(shù),與通信控制器和微處理器相連。總線監(jiān)控器必須獨(dú)立于其他的通信控制器。總線驅(qū)動(dòng)器連接著通信控制器和總線,或是連接總線監(jiān)控器和總線。主處理器把 FlexRay 控制器分配的時(shí)間槽通知給總線監(jiān)視器,然后總線監(jiān)視器就允許 FlexRay 控制器在這些時(shí)間槽中來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以在任何時(shí)候被接收。
3.FlexRay的通信是在周期循環(huán)中進(jìn)行的。一個(gè)通信循環(huán)始終包括靜態(tài)段(ST)和網(wǎng)絡(luò)閑置時(shí)間(NIT),還可能包括動(dòng)態(tài)段(DYN)、符號(hào)窗口(SW)。
4.在靜態(tài)段,采用時(shí)分多址TDMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間觸發(fā),將多個(gè)時(shí)槽固定分配給每個(gè)節(jié)點(diǎn),這些時(shí)槽內(nèi),只允許該節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù);
? 在動(dòng)態(tài)段,采用更靈活的時(shí)分多址技術(shù)FTDMA,使用小時(shí)槽mini-slot作為訪問(wèn)動(dòng)態(tài)部分的通信媒介。
?
5.靜態(tài)段可以保證對(duì)總線的訪問(wèn)是確定性的。但是通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)和信息分配時(shí)槽的方法來(lái)固定分配總線帶寬,就導(dǎo)致了總線帶寬利用率低,而且靈活性差,不利于以后節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)充。動(dòng)態(tài)段采用時(shí)間觸發(fā)的方式傳輸事件信息,保證了一些具有高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)能夠在總線忙時(shí)也有機(jī)會(huì)發(fā)送信息,這樣各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以共享這部分帶寬,而且?guī)捒蓜?dòng)態(tài)分配,靈活性好。這就在保證總線訪問(wèn)的確定性的同時(shí),彌補(bǔ)了靜態(tài)段傳輸?shù)牟蛔恪?br />
6.相位糾正值的計(jì)算只需一個(gè)循環(huán)周期的測(cè)量值,一旦接收了所有測(cè)量值,即可開(kāi)始實(shí)施計(jì)算,并且它必須在開(kāi)始相位糾正前完成。網(wǎng)絡(luò)閑置時(shí)間(NIT)的一部分被保留,用于相位糾正。相位糾正要相隔一個(gè)循環(huán)實(shí)施,避免影響時(shí)鐘頻率偏差的確定。
7.整個(gè)通信控制器按照功能分為:收發(fā)模塊、媒質(zhì)訪問(wèn)控制模塊、接收判別模塊、時(shí)鐘同步模塊、協(xié)議控制單元模塊、接口模塊。
?? ?收發(fā)模塊 : ?? ??? ?是對(duì)通信控制器上層模塊待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼發(fā)送到總線上,同時(shí)對(duì)從總線上獲得的比特流進(jìn)行處理并解碼組成數(shù)據(jù)傳送給上層模塊進(jìn)行進(jìn)一步處理。
?? ?媒質(zhì)訪問(wèn)控制模塊 : 首先是負(fù)責(zé)通知收發(fā)模塊發(fā)送幀和 symbol,發(fā)送幀的時(shí)候按照主機(jī)的要求組成幀,其次是控制訪問(wèn)總線的時(shí)序。
?? ?接收判別模塊 : ?? ?檢測(cè)接收數(shù)據(jù)的完整性以及檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否在正確的時(shí)間被接收到。
?? ?時(shí)鐘同步模塊 : ?? ?節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)同步。
?? ?協(xié)議控制單元模塊 : 整個(gè)通信控制器的核心部分,其作用是根據(jù)主機(jī)的命令以及協(xié)議工作的環(huán)境協(xié)調(diào)其它功能模塊的工作并給主機(jī)指示。
?? ?接口模塊 : ?? ??? ?主機(jī)和 FlexRay 通信控制器交換數(shù)據(jù)和控制的通道。
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8.passive topologies:
?? ?point-to-point connection :
?? ??? ?24m
?? ?passive star :
?? ??? ?24m
?? ?line topology :
?? ??? ?24m?? ??? ?22 FlexRay nodes
?? ?active topologies :
?? ??? ?24m ??? ? it must be considered that the active star coupler delays signal transmission.
?? ??? ?connecting two active star couplers in series : a maximum network length of 3x12m should be assumed in practice.
?? ?
9.FlexRay node:
??? ?The communication controller is referred to as a FlexRay controller.
?? ?The bus driver is referred to as a FlexRay transceiver.
?? ?
10.FlexRay cable:
?? ?Because of its differential signal transmission,so twisted line pairs are typically used in practice — for cost reasons usually without shielding.
?? ?
11.Dynamic messages:
?? ?This means that the time point of message transmission is not predictable. Because the dynamic segment has a finite length, there may be FlexRay nodes wishing to send that will not be able to transmit their dynamic messages in the current cycle.
?? ?
12.FlexRay Cycle:
?? ?The communication cycle is composed of at least two time segments, the static segment and the network idle time (NIT) segment.
?? ?Optionally, the communication cycle may be extended by adding the dynamic time segment and a symbol window.
?? ?
13.A maximum of 1023 static slots may be defined. Because at least two FlexRay nodes are needed to generate the global time base, the static segment must consist of at least two static slots which are assigned to the FlexRay nodes.
14.Synchronization Method:
?? ?In a FlexRay cluster, at least 2 and a maximum of 15 FlexRay nodes act as the sync nodes (synchronization node), which transmit a sync message (synchronization message) in a defined static slot of each cycle.
?? ?
15.ABBREVIATIONS:
?? ?PDU?? ?:
?? ??? ?Protocol Data Unit
?? ?SDU :
?? ??? ?Service Data Unit
?? ?ECU :
?? ??? ?Electronic Control Unit
?? ?GW?? ?:
?? ??? ?Gateway
?? ?Frame-ID :
?? ??? ?Use? "identifier? value"? (on? CAN? et? al.)? or? "Slot-ID"? (on? FlexRay)? instead. Otherwise we would construct the paradox to send many different frames (that? we? do? not? want? to? call? messages)? with? a? single? frame-ID? (that? we therefore recommend to call slot-ID in FlexRay).
?? ?Slot-ID :
?? ??? ?The SLOT-ID contains the FlexRay frame ID and has been restricted for fibex4FlexRay.The valid range is 1-2047.
?? ?UML :
?? ??? ?Unified Modeling Language
?? ?LSB :
?? ??? ?Least Significant Bit(Little endian)
?? ?MSB :
?? ??? ?Most Significant Bit(Big endian)
?? ??? ?
16. 網(wǎng)絡(luò)閑置時(shí)間(NIT)的一部分被保留,用于相位糾正。
17.macrotick是保證全局時(shí)鐘同步的最小時(shí)間單元。也就是通信集群中所有節(jié)點(diǎn)的macrotick應(yīng)定義相同的時(shí)間長(zhǎng)度。
18.喚醒模式不得同時(shí)在兩個(gè)通道上一起進(jìn)行傳輸。這樣是為了防止一個(gè)錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸同時(shí)擾亂兩個(gè)通道上的通信。主機(jī)必須配置CC應(yīng)喚醒的通道是哪一個(gè)。CC必須確保該通道上正在進(jìn)行的通信不被干擾。需要注意的是CC不能證實(shí)所有連接到已配置通道的節(jié)點(diǎn)在喚醒模式傳輸之后是否已被喚醒,因?yàn)檫@些節(jié)點(diǎn)在啟動(dòng)階段之前不能發(fā)出任何反饋。主機(jī)應(yīng)當(dāng)注意到有可能發(fā)生的喚醒失敗并采取相應(yīng)措施。
?? ??? ?
19.在最大時(shí)間節(jié)拍層(macrotick level)上。某些macrotick的邊界被指定成action point,在靜態(tài)段、動(dòng)態(tài)段和符號(hào)窗口中action point指示立即開(kāi)始數(shù)據(jù)發(fā)送,有時(shí)(僅限在動(dòng)態(tài)段)action point可用于指示結(jié)束數(shù)據(jù)發(fā)送。
20.在一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的個(gè)通道上的幀ID分配就是時(shí)隙分配,這種分配是唯一的、確定的。
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