車(chē)內通信網(wǎng)絡(luò )標準FlexRay的功能和特性分析

作者：時(shí)間：2012-11-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對面交流
  海量資料庫查詢(xún)

FlexRay標準在車(chē)內通信網(wǎng)絡(luò )中具有較大優(yōu)勢和廣泛的潛在應用機會(huì )。本文詳細地介紹了FlexRay的數據速率、時(shí)鐘同步等特性及可能的應用領(lǐng)域，并分析了FlexRay的訪(fǎng)問(wèn)方法、時(shí)鐘同步和群組啟動(dòng)等功能。

圖1：幾種汽車(chē)通信協(xié)議的成本和速率比較。

在FlexRay協(xié)議制定5年后，該協(xié)議規范的第二版(V2.1)在2005年春季發(fā)布。由于新技術(shù)能實(shí)現經(jīng)濟高效的新應用，整個(gè)行業(yè)對這個(gè)標準產(chǎn)生了濃厚的興趣，本文將探討該標準潛在的應用領(lǐng)域，詳細地介紹在FlexRay中使用的三種機制，并列舉一系列實(shí)例來(lái)討論FlexRay的幾種應用。此外，本文還將討論可行和不可行的拓撲結構，并簡(jiǎn)要論述喚醒群組(Cluster)的場(chǎng)景，以及討論如何計算最優(yōu)的消息幀大小。

FlexRay的特性

FlexRay提供了傳統車(chē)內通信協(xié)議所不具備的大量特性，包括：

a. 2×10Mbps的數據速率
FlexRay支持兩個(gè)通信信道，每個(gè)信道的速度達到10Mbps。與CAN協(xié)議相比，它能將可用帶寬提高10-40倍，具體大小取決于配置和對比模式的不同。

b. 同步時(shí)基
FlexRay中使用的訪(fǎng)問(wèn)方法是基于同步時(shí)基的。該時(shí)基通過(guò)協(xié)議自動(dòng)建立和同步，并提供給應用。時(shí)基的精確度介于0.5μs和10μs之間(通常為1-2μs)。

圖2：帶靜態(tài)和動(dòng)態(tài)段的通信周期。

c.知道消息的到達時(shí)間
通信是在不斷循環(huán)的周期中進(jìn)行的，特定消息在通信周期中擁有固定位置，因此接收器已經(jīng)提前知道了消息到達的時(shí)間。到達時(shí)間的臨時(shí)偏差幅度會(huì )非常小，并能得到保證。

d. 冗余和非冗余通信
為了增強系統的可用性，FlexRay提供了冗余傳輸消息的選項。消息能夠冗余傳輸，但并不是所有消息都必須冗余傳輸，否則會(huì )導致帶寬的過(guò)多損耗。

e. 靈活性
在FlexRay協(xié)議的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，關(guān)注的主要問(wèn)題是靈活性。不僅提供消息冗余傳輸或非冗余傳輸兩種選擇，系統還可以進(jìn)行優(yōu)化，以提高可用性(靜態(tài)帶寬分配)或吞吐量(動(dòng)態(tài)帶寬分配)。用戶(hù)還可以擴展系統，而無(wú)需調整現有節點(diǎn)中的軟件。同時(shí)，還支持總線(xiàn)或星型拓撲。FlexRay提供了大量配置參數，可以支持對系統進(jìn)行調整，如通信周期的持續時(shí)間、消息長(cháng)度等，以滿(mǎn)足特定應用的需求。

應用領(lǐng)域

上面列出的這些特性使FlexRay適合于很多應用領(lǐng)域，包括：

1．替代CAN總線(xiàn)