FlexRay-总线

FlexRay总线FlexRay究竟是什么系统呢？FlexRay是戴姆勒克莱斯勒公司的注册商标。FlexRay联盟是一个研发企业联合组织，成立于2000年，成立后，联盟成员不断增加，其中也包括大众汽车。FlexRay代表什么意思？Flex=Flexibilität（灵活）Ray=Rochen（FlexRay联盟标志中的鳐鱼）FlexRay关注的是当今汽车行业的一些核心需求，包括更快的数据传输速率，更灵活的数据通信方式，更全面的拓扑选择和容错运算。采用FlexRay总线是为了满足将来对汽车控制单元联网结构更高的要求，特别是为了实现更快的数据传输率、更强的实时控制和更高的容错运算。使用FlexRay总线之后才可以实现驾驶动态控制、车距控制ACC和图像处理功能。FlexRay可以为车内的控制系统提供所需的信号传输速度和可靠性。CAN网络最高传输极限为1Mbps。LIN和K-LINE分枝网络最高传输极限为20Kbit/s。而FlexRay两个信道上的数据传输速率最大可达到10Mbps,总数据速率可达20Mbit/秒，因此，应用在车载网络，FlexRay的网络带宽可能是CAN的20倍之多。如10款奥迪A8的FlexRay总线具有如下特征：•双绞线总线•数据传输率：最快10Mb/s•传输三种信号状态•“空闲”•“Data0”•“Data1”•“主动”星型拓扑结构•实时控制•实现分布式控制和与安全相关的系统的使用FlexRay还能够提供很多CAN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。设计人员可以通过结合两种或两种以上的该类型拓扑来配置分布式系统。FlexRay可以进行同步（实时）和异步来满足车辆中各种系统的需求。譬如说，分布式控制系统通常要求同步数据传输。异步：一种通讯方式，对设备需求简单。我们的PC机提供的标准通讯接口都是异步的。异步双方不需要共同的时钟，也就是接收方不知道发送方什么时候发送，所以在发送的信息中就要有提示接收方开始接收的信息，如开始位，结束时有停止位的数据传输，FlexRay不仅可以像CAN和LIN网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行。双信道系统可以通过冗余网络传输数据——这也是高可靠系统的一项重要性能。基本原理FlexRay总线的基本工作方式与使用至今的数据总线系统（CAN总线、LIN总线和MOST总线）不同。用索道做比喻就很恰当：索道的站点就像总线用户，即信息发送和接收器（控制单元）。索道的吊车就像数据帧，而乘客就是信息。总线用户通过FlexRay总线发送信息的时间点精准地确定；发出信息到达接收器的时间也可以精确地识别。这就与索道既定不变的“时刻表”相同。即使总线用户不发送任何信息，也为它预留一定的带宽，就像索道上，无论是否有乘客，索道都在运行。所以，不需要像在CAN总线上那样设定信息的优先级。CAN总线与FlexRay总线的比较FlexRay通讯协议在FlexRay总线上，信息通过“通讯周期”（“CommunicationCycles”）传输。通讯周期不断循环，也就是说，接连不断。一个通讯周期持续5毫秒。通讯周期的组成：•静态段•动态段•网络空闲时间（空载）静态段静态段在总线用户之间传递信息。为了传输数据，静态段被分为62个时隙，即“时间槽”。一个静态时隙只能发送到一个特定的总线用户中，但是，所有总线用户可以接收所有静态时隙，也包括那些与它没有确定关系的时隙。所有静态时隙的长度都相等，都是42字节。时隙的顺序固定不变。在接连不断的通讯周期中，各个静态段传输不同内容的信息。一般，无论所有时隙是否都承载信息，整个时隙结构都会被传输。在奥迪车上，总线用户还会持续发送“UpdateBit”。动态段动态段被分成若干“最小时隙（Minislot）”，所有总线用户都会接收动态段。动态段是通讯周期中为了能够传输事件触发的数据而预留的位置。网络空闲时间网络空闲时间就是“网络静止时间”。在这段时间内，FlexRay总线上没有信息在传输。数据总线诊断接口J533需要这段时间同步FlexRay总线上数据传输的过程。所有总线用户利用网络空闲时间使内部时钟与全球时基同步。通过以上的学习我们知道FlexRay的节点有几个基本的运行状态：1.配置状态（默认配置/配置）-用于各种初始化设置，包括通信周期和数据速率2.就绪状态-用于进行内部的通信设置3.唤醒状态-用于唤醒没有在通信的节点。在该状态下，节点向另一节点发送唤醒信号，唤醒并激活总线驱动器、通信控制器、和总线监控器。4.启动状态-用于启动时钟同步，并为通信做准备。5.正常状态（主动/被动）-可以进行通信的状态6.中断状态-表明通信中断