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汽車(chē)ECU通訊新平臺--FlexRay（V2.1）協(xié)議規范

作者： 時(shí)間：2013-05-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏


（三）FlexRay網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議

FlexRay網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議主要體現在4個(gè)核心機制上：編碼與解碼（encoding and decoding）、媒體接入控制（Media Access Control）、數據幀與特征符處理（frame and symbol processing）和時(shí)鐘同步（clock synchronization）。除此之外，控制器主機接口（controller Hostinter face，簡(jiǎn)稱(chēng)CHI）為實(shí)現這些機制提供數據傳輸服務(wù)。

1．編碼與解碼（encoding and decoding）

編碼的過(guò)程實(shí)際上就是對要發(fā)送的數據進(jìn)行相應處理的過(guò)程，如加上各種校驗位、ID符等。解碼的過(guò)程就是對接收到的數據幀進(jìn)行“解包”的過(guò)程。編碼與解碼主要發(fā)生在通訊控制器與總線(xiàn)驅動(dòng)器之間的通訊，如圖7所示。

佳工機電網(wǎng)

其中RxD為接收信號，TxD為發(fā)送信號，TxEN為通訊控制器請求數據信號。信息的二進(jìn)制表示采用“不歸零”碼。對于雙通道的節點(diǎn)，每個(gè)通道上的編碼與解碼的過(guò)程是同時(shí)完成的。編碼與解碼的過(guò)程主要由3個(gè)過(guò)程組成：主編碼與解碼過(guò)程（CODEC）、位過(guò)濾（bitstrobing）過(guò)程和喚醒模式解碼過(guò)程（WUPDEC）。以主編碼與解碼過(guò)程（CODEC）為主要過(guò)程。

1）幀編碼

傳輸起始序列（transmission start sequence，簡(jiǎn)稱(chēng)TSS），為一段時(shí)間的低電平，用于初始化傳輸節點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò )的對接。幀起始序列（frame start sequence，簡(jiǎn)稱(chēng)FSS），為一小段時(shí)間的高電平，緊跟在傳輸起始序列（TSS）之后。

字節起始序列（byte start sequence，簡(jiǎn)稱(chēng)BSS），由一段高電平和一段低電平組成，位于FSS之后。給接收方節點(diǎn)提供定時(shí)信息。

幀結束序列（frame end sequence，簡(jiǎn)稱(chēng)FES），由一段低電平和一段高電平組成，位于有效數據位之后。如果是在動(dòng)態(tài)時(shí)序部分接入網(wǎng)絡(luò )，則還要在FES后附加上DTS——動(dòng)態(tài)尾部序列（Dynamic trailing sequence）。

將這些序列與有效數據位（從最大位MSB到最小位LSB）“組裝”起來(lái)就是編碼過(guò)程，最終形成能夠在網(wǎng)絡(luò )傳播的數據位流。此外，低電平的最小持續時(shí)間為一個(gè)gdBit。圖8與圖9分別為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)部分的幀編碼。

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2）特征符編碼

F1exRay，協(xié)議有3種特征符：沖突避免特征符（collision avoidance symbol，簡(jiǎn)稱(chēng)CAS）、媒體接入測試特征符（Media access test symbol，簡(jiǎn)稱(chēng)MTS）和喚醒特征符（wake up symbol，簡(jiǎn)稱(chēng)WUS）。對CAS和MTS采用完全相同的方式進(jìn)行編碼，對喚醒特征符（WUS）采用另一種模式編碼。

節點(diǎn)對傳輸沖突避免特征符（CAS）和媒體接入測試特征符（MTS）的編碼，是跟隨在傳輸起始序列（TSS）之后的一段時(shí)間長(cháng)為cdCAS（為某一具體數值）的低電平，如圖10所示。

節點(diǎn)對喚醒特征符（WUS）的編碼并沒(méi)有采用輔助信號TSS，隨TxEN的邊沿觸發(fā)同步于TxD信號進(jìn)行傳輸一個(gè)喚醒特征符（WUS），如圖11所示。

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幀與特征符解碼的過(guò)程就是編碼的逆過(guò)程。這里不再贅述。

2．數據幀格式（FormatofFrame）

一個(gè)數據幀由幀頭（HeaderSegment）、有效數據（PayloadSegment）和幀尾（TrailerSegment）多個(gè)部分組成。FlexRay數據幀格式如圖12所示。

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1）幀頭部分

共由5個(gè)字節（40個(gè)位）組成。包括保留位（Reserved bit，1位）、數據指示位（Pay load Preamble indicator，1位）、空幀指示位（Null frame indicator，1位）、同步幀指示位（Sync frame indicator，1位）、啟動(dòng)幀指示位（Start up frame indicator，1位）、ID（11位）、有效數據長(cháng)度（7位）、頭部循環(huán)校驗CRC（11位）和循環(huán)計數（6位）。

2）有效數據部分

可由0-254個(gè)字節或0-127個(gè)字組成。在圖12中分別以Data0、Data1…Data253表示。在幀的CRC校驗中，有效數據部分的前6個(gè)字節設為海明距離（Hamming Distance）。當數據超過(guò)248字節時(shí)，海明距離為4個(gè)字節。

在動(dòng)態(tài)時(shí)序部分，有效數據部分的頭兩個(gè)字節通常用作消息識別域（messageIDfield）。消息識別（又叫消息ID）標明應．用數據的物理內容，僅僅用于在動(dòng)態(tài)時(shí)序傳輸的數據幀，長(cháng)度為16位。在傳輸節點(diǎn)中，消息ID是由主機將其作為應用數據而寫(xiě)入的，通訊控制器（CC）并不能夠對消息ID進(jìn)行識別。在接收節點(diǎn)中，對一個(gè)幀的存儲依靠于利用消息ID而進(jìn)行過(guò)濾處理的結果，如圖13所示。

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在靜態(tài)時(shí)序部分，有效數據部分的頭13個(gè)字節（DataO-Data12）通常用作網(wǎng)絡(luò )管理向量（networkmanagementvector，簡(jiǎn)稱(chēng)NM）。在同一個(gè)簇內，所有的節點(diǎn)應具有相同長(cháng)度的網(wǎng)絡(luò )管理向量，僅僅用于在靜態(tài)時(shí)序傳輸的數據幀，長(cháng)度為8位，如圖14所示。

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