汽車(chē)電子行業(yè)的FlexRay解碼實(shí)測分析

　　FlexRay通訊協(xié)議是一種具備故障容錯的高速汽車(chē)總線(xiàn)系統，已經(jīng)成熟運用在BMW X5的電控減震和主控懸吊系統中。這里將喝大家一起來(lái)了解FlexRay協(xié)議及對應的解碼方案。

　　一、FlexRay總線(xiàn)介紹

　　FlexRay是一種高速可確定性的，具備故障容錯的汽車(chē)總線(xiàn)系統。如今大多數汽車(chē)中主要是通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行數據交換，新的x-by-wire系統設計思想的出現，也導致了車(chē)輛系統對信息傳送速度尤其是故障容錯與時(shí)間確定性的需求不斷增加。而FlexRay通過(guò)在確定的時(shí)間槽中傳遞信息，以及在兩個(gè)通道上的故障容錯和冗余信息的傳送，滿(mǎn)足了這些新增加的要求。

　　FlexRay的拓撲結構可分為單信道和雙信道，包括單信道總線(xiàn)型、單信道星型、單信道混合型和雙信道可獨立選擇拓撲形式。如圖1所示為單信道總線(xiàn)型，圖2為雙信道拓撲形式。

　　圖1 單通道總線(xiàn)拓撲

　　圖2 雙通道總線(xiàn)拓撲

　　·FlexRay 在物理上通過(guò)兩條分開(kāi)的總線(xiàn)通信，總數據速率可高達到20Mbit/秒;

　　·FlexRay具有可靠性特點(diǎn)，尤其其冗余通信能力可實(shí)現通過(guò)硬件完全復制網(wǎng)絡(luò )配置，并進(jìn)行進(jìn)度監測;

　　·FlexRay可支持各種拓撲，如總線(xiàn)、星型和混合拓撲。

　　圖3 各個(gè)協(xié)議數據速率的比較

　　雖然FlexRay本身不能確保系統安全，但它可以支持以安全為導向的系統(如線(xiàn)控系統X-by-Wire)的設計。

　　圖4 FlexRay應用系統

　　二、FlexRay數據幀結構

　　一個(gè)數據幀由幀頭、有效數據段和幀尾三部分組成。如圖5所示：

　　圖5 FlexRay 數據幀

　　l幀頭

　　1、保留位(1 位)，為日后的擴展做準備;

　　2、負載段前言指示(1 位)，指明幀的負載段的向量信息;

　　3、空幀指示(1 位)，指明負載段的數據幀是否為零;

　　4、同步幀指示(1 位)，指明這是一個(gè)同步幀;

　　5、起始幀指示(1 位)，指明發(fā)送幀的節點(diǎn)是否為啟始幀;

　　6、幀 ID(11 位)，指明在系統設計過(guò)程中分配到每個(gè)節點(diǎn)的 ID;

　　7、有效數據長(cháng)度(7 位)，指示有效數據的的長(cháng)度;

　　8、頭部 CRC(11 位)，表明同步幀指示器和起始幀指示器的CRC計算值;

　　9、周期(6 位)。指明在幀傳輸時(shí)間內傳輸幀的節點(diǎn)的周期計數。

　　有效數據部分

　　1、數據部分，在圖中分別以 data0、data1…表示;

　　2、信息ID;

　　3、網(wǎng)絡(luò )管理向量。

　　幀尾部分

　　只含有單個(gè)的數據域，即CRC部分，包括幀頭CRC和數據幀的CRC。

　　四、ZLG致遠電子示波器FlexRay解碼方案

　　依托于ZDS4054 Plus示波器強大的運算平臺，免費標配FlexRay協(xié)議的解碼功能。既可以對512M全內存的FlexRay數據進(jìn)行解碼，又可以對車(chē)輛通訊信號監測，每一幀數據的信息均可在事件表中進(jìn)行查看，如下圖6所示：

　　圖6 Flexray總線(xiàn)解碼

　　對長(cháng)時(shí)間監測的數據進(jìn)行異常分析，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對信號進(jìn)行多窗口異常監測和分析，可就某一個(gè)數據幀進(jìn)行分析，也可對某一個(gè)上升沿的上升時(shí)間進(jìn)行分析測量等，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)觀(guān)測事件表中的數據變化，如下圖7所示。

　　圖7 Flexray細節分析