FlexRay总线调研报告

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FlexRay总线的实现及其在汽车上的应用研究的开题报告

FlexRay总线的实现及其在汽车上的应用研究的开题报告

FlexRay总线的实现及其在汽车上的应用研究的开题报告一、研究背景随着汽车技术的不断发展,汽车电子控制系统也日益复杂,需求更高的通信系统也得到了广泛的应用。

FlexRay总线作为一种新兴的嵌入式网络通信协议,因其高速、高可靠性、灵活性等特点已被广泛应用于汽车电控系统。

因此,对FlexRay总线的实现及其在汽车上的应用研究具有现实意义。

二、研究目的本项目的研究目的是:1. 研究FlexRay总线的实现原理和工作流程;2. 探究FlexRay总线在汽车电控系统中的应用,包括安全性、可靠性、性能等方面的优势和局限性;3. 分析和比较FlexRay总线与CAN总线在汽车电控系统中的应用情况;4. 基于FlexRay总线技术,设计并实现一个在汽车电控系统中的应用案例。

三、研究方法本项目采用文献资料法和实验法相结合的研究方法。

首先通过对FlexRay总线的相关文献进行梳理和分析,了解其实现原理、工作流程、应用场景等基本情况。

其次,基于对FlexRay总线的理论研究,设计并实现一个简单的应用案例,验证其在汽车电控系统中的应用能力。

最后,将FlexRay总线与CAN总线进行比较分析,探讨其各自的优劣和适用情况。

四、研究内容和工作计划1. 阅读相关文献,了解FlexRay总线的实现原理和工作流程(预计完成时间:一个月);2. 设计并实现一个基于FlexRay总线的简单应用案例,测试系统的可靠性和性能(预计完成时间:两个月);3. 进行FlexRay总线与CAN总线的比较分析,探讨各自的优劣和适用情况(预计完成时间:一个月);4. 撰写开题报告和项目计划书(预计完成时间:一个月)。

五、预期成果本项目将实现一个基于FlexRay总线的简单应用案例,验证其在汽车电控系统中的应用能力,并对FlexRay总线与CAN总线进行比较和分析,探讨各自的优劣和适用情况。

最终成果将通过论文和展示的形式呈现。

FlexRay汽车通信总线介绍及测试环境(原创博文)

FlexRay汽车通信总线介绍及测试环境(原创博文)

FlexRay汽车通信总线介绍及测试环境综述FlexRay通信总线是由多个汽车制造商和领先的供应商共同开发的确定性、容错和高速总线系统。

FlexRay满足了线控应用(即线控驱动、线控转向、线控制动等)的容错性和时间确定性的性能要求,本文介绍FlexRay的基础知识。

为了使汽车继续提高安全性、提升性能、减少环境影响并增强舒适性,必须提高汽车电子控制单元(ECU)之间传送数据的速度、数量和可靠性。

先进的控制和安全系统(结合了多个传感器、执行器和电子控制单元)开始要求同步功能和传输性能超过现有标准的控制器局域网(CAN)所能提供的性能。

随着带宽需求的增长和各种先进功能的实现,汽车工程师急需下一代嵌入式网络。

经过OEM厂商、工具供应商和最终用户的多年合作,FlexRay标准已经成为车载通信总线,以应对下一代车辆中的这些新的挑战。

FlexRay还能够提供很多CAN网络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,双通道冗余进行数据通信。

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。

了解FlexRay的工作原理对工程师在车辆设计和生产过程的各个方面都至关重要。

本文将解释FlexRay的核心概念。

FlexRay基础FlexRay的许多方面旨在降低成本,同时在恶劣的环境中提供最佳性能。

FlexRay使用非屏蔽双绞线电缆将节点连接在一起,FlexRay总线可以由一对或两对电缆组成的单通道和双通道组成。

每对线缆上的差分信号减少了外部噪声对网络的影响,而无需昂贵的屏蔽层。

大多数FlexRay节点通常还具有可用于收发器和微处理器的电源线和地线。

双通道配置可提高容错能力或增加带宽。

大多数第一代FlexRay网络仅利用一个信道来降低布线成本,但是随着应用程序对复杂性和安全性要求的提高,未来的网络将同时使用这两个信道。

FlexRay总线调研报告

FlexRay总线调研报告

FlexRay总线调研报告汽车电子已成为汽车行业的一个重要市场。

汽车电子行业最大的热点就是网络化错误!未找到引用源。

如今的汽车,已然是一个移动式的信息装置,通过车内网络系统,可以接收、发送并处理大量的数据,对某些状况做出必要的反应。

未来汽车的发展趋势必然是自动化程度越来越高,使汽车更安全、更可靠、更舒适,这意味着在车内使用更多的传感器、传动装置及电子控制单元,这也将对车载网络提出更高的要求。

针对未来汽车车载网络的发展要求,FlexRay应运而生。

FlexRay关注的是当今汽车行业的一些核心需求,包括更快的数据速率,更灵活的数据通信,更全面的拓扑选择和容错运算等。

FlexRay的出现,弥补了既有总线协议应用在汽车线控系统或者同安全相关的系统时容错性和传输速率太低的不足,并将逐步取代CAN总线成为新一代的汽车总线错误!未找到引用源。

1FlexRay总线介绍1.1车载网络概述现代科技推动了汽车网络技术的不断发展,早在20世纪80年代国际上众多知名汽车公司就积极致力于汽车网络技术的研究及应用,迄今为止,已有多种网络标准。

1994年,SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C等3类。

A类为面向传感器∕执行器控制的低速网络,B类为面向数据共享的中速网络,C类为面向高速、实时闭环控制的多路传输网络错误!未找到引用源。

另外它还保留了D类网的定义,这类网络主要是面向车内的娱乐设备的信息传输。

四种汽车网络标准总结如错误!未找到引用源。

所示。

表1汽车网络标准A类网络主要面向传感器、执行器控制,是低速网络。

在该类网络中对实时性要求不高,且不需要诊断功能,数据速率一般在1~10Kbps,主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。

目前A类网络协议主要有TTP/A(Time-Triggered Protocol)、LIN(Local Interconnect Network)等协议。

B类网络主要面向独立模块间的数据共享,是中速网络,该类网络适用于对实时性要求不高的通信场合,数据速率一般在10~100Kbps,主要应用于电子车辆信心中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统,以减少冗余的传感器和其他电子部件。

Flexray线控总线技术

Flexray线控总线技术

高速
FlexRay支持高达10 Mbps的数据传 输速率,满足汽车中大量数据传输的 需求。
可靠性
FlexRay具有错误检测和纠正功能, 能够保证数据传输的可靠性。
工作原理
1 2
通信模式
FlexRay支持静态和动态两种通信模式,可以根 据实际需求进行选择。
拓扑结构
FlexRay支持星型和总线型两种拓扑结构,可以 根据汽车内部ECU的分布情况进行选择。
的领域,其优势可能无法充分发挥。
对实时性的 依赖
由于FlexRay总线的通信机制和硬件资源限制,其支 持的节点数量有限,可能不适合大规模分布式系统。
04
FlexRay线控总线与其他总线的比较
CAN总线
总结词
CAN总线是一种广泛应用于汽车行业的通信协议,具有高可靠性和良好的实时 性。
详细描述
CAN总线采用基于优先级的通信方式,支持多主节点同时通信,具有较高的数 据传输速率和较低的延迟时间。然而,CAN总线在处理大量数据和复杂通信时 可能会遇到带宽限制。
随着汽车电子化程度的不断提高,对汽车内部通信的要求也 越来越高,FlexRay总线技术正是在这样的背景下应运而生。
技术发展历程
FlexRay总线技术最初由BMW和戴姆勒-克莱斯勒于1999年联合开发,旨在为汽车 内部通信提供一种高性能、高可靠性的总线系统。
自推出以来,FlexRay总线技术得到了广泛的认可和应用,已成为汽车内部通信的标 准之一。
市场前景
增长的市场需求
竞争格局变化
未来发展方向
随着汽车电子化程度的不断提高,对 线控技术的需求也在不断增长。 FlexRay总线技术作为汽车线控技术 的关键组成部分,其市场需求将进一 步扩大。

基于FlexRay总线的线控转向系统及其路感模拟研究的开题报告

基于FlexRay总线的线控转向系统及其路感模拟研究的开题报告

基于FlexRay总线的线控转向系统及其路感模拟研究的开题报告一、研究背景及意义随着汽车电子技术的不断发展,越来越多的电子控制单元(ECU)被用于汽车的控制与管理。

其中,线控转向系统是一种集成了众多传感器和执行器的复杂系统,通过控制电机转向实现车辆的转向控制,为驾驶员带来更加轻松和安全的驾驶体验。

为了确保线控转向系统的稳定性和可靠性,需要对其进行全面的测试和验证,以最大程度地减少故障和事故的发生。

FlexRay总线是当前汽车控制领域广泛使用的一种高速数据传输协议,具有高可靠性、高带宽和互不干扰的特点,能够满足线控转向系统的实时数据传输需求。

因此,本研究将基于FlexRay总线开发一种线控转向系统,并通过路感模拟的方式对其进行测试和验证。

二、研究内容和方法1. 线控转向系统的设计和实现:基于FlexRay总线,设计并实现一种高稳定性、高可靠性的线控转向系统,包括转向角度传感器、转向电机、控制算法等组件,实现对车辆转向的精准控制。

2. 路感模拟环境的搭建:搭建一种基于虚拟仿真技术的路感模拟环境,以模拟不同类型的路况,包括平坦路面、颠簸路面、过弯路面等,为线控转向系统的测试提供真实的环境场景。

3. 线控转向系统的测试和验证:通过将线控转向系统与路感模拟环境相结合,在不同的路况下测试和验证其转向控制性能和稳定性,并对测试结果进行分析和评估。

三、预期研究成果和意义1. 实现一种基于FlexRay总线的高稳定性、高可靠性的线控转向系统,为汽车驾驶员带来更加舒适和安全的驾驶体验。

2. 建立一种基于虚拟仿真技术的路感模拟环境,为线控转向系统的测试和验证提供真实的环境场景,提高测试结果的可信度和准确性。

3. 通过测试和验证,进一步提高线控转向系统的稳定性和可靠性,为汽车安全和智能化发展提供技术支持。

四、研究进度安排第一年:1. 研究FlexRay总线的数据传输特性和应用场景。

2. 设计和实现线控转向系统的算法和硬件组件。

flexray,协议中文版

flexray,协议中文版

竭诚为您提供优质文档/双击可除flexray,协议中文版篇一:通信协议标准FlexRay总线的功能安全性详解通信协议标准FlexRay总线的功能安全性详解在汽车中采用电子系统已经有几十年的历史,它们使汽车安全、节能与环保方面的性能有大幅度的提高。

随着研究的深入,许多系统需要共享和交换信息,为了节省线缆,就形成了依赖于通信的分布式嵌入系统。

目前,世界上90%的都采用基于can总线的系统。

FlexRay是下一代通信协议事实上的标准,它的功能安全性如何是至关重要的。

1iec61508功能安全的要求目前车控系统正在向线控技术(xbywire)过渡,例如线控转向与线控刹车。

线控系统最终目标是取消机械后备,因为取消这些后备可以降低成本,增强设计的灵活性,扩大适用范围,为以后新添功能创造条件。

但是取消机械后备就对电子系统的可信赖性(dependability)要求大为提高。

车是一个运动的物体,处于运动的环境之中,它因故障可能伤及自身及别人。

取消机械后备,就将电子系统由今天的故障静默(failsilent)要求提升到故障仍工作(failoperational)的要求。

国际上对工业应用的功能安全要求已制定了标准iec61508,它主要关心被控设备及其控制系统的安全。

虽然它也适用于汽车,但汽车不仅有上述功能安全问题,而且要关心由于功能变化造成的整车系统安全,所以汽车业内正在制定相应的标准iso26262。

汽车的功能安全等级分为4级,要求最高的是asild,相应的失效概率<10-8/h,它相当于iec61508的sil3。

根据实践经验,分配给通信的失效概率<10-10/h。

有关这方面的介绍可参见参考文献。

现在安全攸关的应用系统的范围有所扩大,以前不算在内的一些系统现在都要算了。

例如安全预先动作系统(presafe)中座椅调整子系统、刹车辅助系统中的灯光控制子系统、碰撞后telematic自动呼叫求援的子系统,都将视为安全攸关系统。

基于FlexRay总线的静态段带宽利用率研究

基于FlexRay总线的静态段带宽利用率研究

定孑科■执2019年第32卷第6期Electronic Sci. & Tech. /Jun. 15,2019基于FlexRay 总线的静态段带宽利用率研究张育贵】,胡雪晨】,王义2(1.贵州大学大数据与信息工程学院,贵州贵阳550025#2.贵州师范大学物理与电子科学学院,贵州贵阳550025)摘 要 为提高FlexRay 网络的带宽利用率,文中对FlexRay 静态段参数和传输中消息的长度进行了研究。

针对静态段参数数学模型和静态消息帧长度差异过大造成大量带宽浪费的情况,分别提出了 MATLAB 的优化函数和将部分较长消息分割成两个长度相同消息进行分配方法。

文中阐述了将FlexRay 静态段数学模型转化为非线性规划的问题,所提的分配方法考虑了分割后的消息在编码过程中增加的无效比特数对整个网络的影响。

数值实验表明,该方法可以在理 论最优带宽利用率的基础上实现进一步提高。

关键词 FlexRay 总线'静态段'带宽利用率'消息分割'优化函数'消息编码中图分类号 TP393 文献标识码 A 文章编号1007 -7820(2019)06 -012 -05doi :10. 16180/j. cnki. imnl007 -7820. 2019. 06. 003Research about Bandwitth Utilization of Static Segment Based on FlexRay BusZHANG Yugui 1 ,HU Xuechen 1 ,WANG Yi 2收稿日期:2018-06-10基金项目:国家自然科学基金(61462015 );贵州省国际科技合作计划项目(黔科合外G 字[2014)7007号)Nationai Naturai Science Foundation of China (61462015) ;GuizhouPravinciai Internationai Science and Technology Cooperation Pra-gram Project ( GKWG [2014] Na. 7007)作者简介:张育贵(1993 -),男,硕士研究生。

FlexRay技术综述

FlexRay技术综述

FlexRay技术综述FlexRay 是一种用于汽车的高速可确定性的,具备故障容错的总线系统,它的基础源于戴姆勒?克莱斯勒公司(奔驰公司)的典型应用以及BMW公司(宝马公司)byteflignt通信系统开发的成功经验。

Byteflight是BMW公司专门为被动安全系统(气囊)而开发的,为了同时能够满足主动安全系统的需要,在Byteflight协议基础之上,被FlexRay协会进一步开发成了一个与确定性和故障容错有密切关系的,更可靠的高速汽车网络系统。

今天,BMW,Daimler? Chrysler,General Motors,Ford,Volkswagen和一些半导体公司如Bosch,freescale,Philips等组成了FlexRay联盟。

2006年应用FlexRay技术的汽车将进入市场。

如今,大多数汽车中的控制器件、传感器和执行器之间的数据交换,主要是通过CAN网络进行的。

然而新的x-by-wire系统设计思想的出现,导致了车辆系统对信息传送速度尤其是故障容错与时间确定性的需求的不断增加。

FlexRay通过在确定的时间槽中传递信息,以及在两个通道上的故障容错和冗余信息的传送,满足了这些新增加的要求。

传输介质的访问FlexRay符合TDMA(Time Division Multiple Access)的原则,部件和信息都被分配了确定的时间槽,在这期间它们可以唯一的访问总线。

时间槽是经固定的周期而重复的。

信息在总线上的时间是可以完全预测出来的,因而对总线的访问是确定性的。

不过,通过为部件和信息分配时间槽的方法来固定的分配总线带宽,其不利因素是导致总线的带宽没有被完全的利用。

出于这个考虑,FlexRay把周期分成了静态段和动态段,确定的时间槽适用于位于信息开始的静态段。

在动态段,时间槽是动态分配的。

每种情况下都只有一小段时间是允许唯一的总线访问的(这段时间称为"mini-slots"),如果在mini-slot中出现了总线访问,时间槽就会按照需要的时间来扩展。

flexray在汽车传感器总线上的研究与应用

flexray在汽车传感器总线上的研究与应用

flexray在汽车传感器总线上的研究与应用FlexRay是一种高速实时总线通信协议,特别适用于汽车电子系统中的高带宽和实时性要求。

本文将探讨FlexRay在汽车传感器总线上的研究和应用。

随着汽车电子系统的不断发展,传感器在车辆中的应用越来越重要。

传感器通过感知各种车辆参数,如速度、转向角度、刹车压力等,为车辆控制系统提供准确的反馈。

然而,由于传感器数量和种类的不断增加,以及其实时性和可靠性的要求,传感器总线系统已成为现代汽车电子系统的核心。

传统的汽车传感器总线系统,如Controller Area Network(CAN)和Local Interconnect Network(LIN),已经无法满足高带宽和实时性的要求。

因此,FlexRay的出现填补了这一空白,成为了传感器总线系统的理想选择。

FlexRay具有以下几个优点,使其在汽车传感器总线系统中具有独特的优势。

首先,FlexRay的带宽非常高,能够支持大量的传感器和数据流。

例如,FlexRay可以支持高分辨率的摄像头传输图像数据,以及高精度的雷达数据传输。

这对于汽车自动驾驶系统等应用非常重要。

其次,FlexRay提供了非常高的实时性能。

它具有硬实时特性,能够满足系统对实时性的严格要求。

这对于传感器数据的准确处理至关重要,尤其是在安全关键应用中,如防碰撞系统。

此外,FlexRay具有冗余设计和错误检测机制,以确保数据传输的可靠性。

它使用了循环冗余校验(CRC)和数据冗余(Redundancy)。

这些机制可以有效地检测和纠正数据错误,提高了系统的可靠性和稳定性。

近年来,研究人员在汽车传感器总线系统的设计和应用方面进行了大量的工作。

他们探索了FlexRay与其他总线系统的结合,如CAN 和LIN。

这些研究旨在提高总线系统的性能和可靠性,并实现更复杂的汽车应用,如智能交通系统和车辆联网。

另外,利用FlexRay的高带宽和实时性能,研究人员还开展了许多关于传感器数据处理和传输的工作。

FlexRay汽车总线浅析(上)

FlexRay汽车总线浅析(上)

FlexRay汽车总线浅析(上)作者:景忠玉来源:《汽车维修与保养》 2018年第4期随着汽车控制技术向智能化方向发展,智能网联汽车、无人驾驶汽车的兴起,车载控制元件不断增加。

通过CAN总线、LIN总线实现联网的方式接收、发送并处理大量的数据已经难以满足要求,而传输速率更高、容错功能更强、拓扑选择更全面、同时具备事件触发和时间触发的新型数据总线——FlexRay总线应运而生。

FlexRay总线是FlexRay联盟(戴姆勒克莱斯勒等诸多加盟公司)推出的车载总线标准,由于卓越的性能,FlexRay总线已逐渐成为汽车网络系统的标杆。

FlexRay总线采用快速以太网(100Mbit/s,IEEE803.3u标准)作为编程接口,应用双芯双绞电缆线进行传输,最大数据传输速率为每通道10MBit/s,主要应用在线控转向、线控动力、线控制动系统方面,用来进行车距控制、行驶动态控制和图像处理。

FlexRay总线支持同步数据传输(时间触发通信)和异步数据传输(事件驱动通信),既满足总线系统工作的可靠性,又具有较高的故障容错能力,是汽车安全及行驶动态管理系统控制单元的理想总线。

一、 FlexRay总线架构1.节点(Node)车载总线节点(Node or Nodus)是指汽车总线中能完成数据信号发送、接收及转发的电子控制单元(控制模块),是车载网络系统中的通信端点或终端设备。

总线节点的核心是ECU(Electronic Control Unit),也就是节点在汽车联网系统中属于有源电子设备,线路连接点、配线架、插接板、线路结点不属于总线节点。

如图1所示,FlexRay总线节点由供电(Power Supply)、控制部分和驱动部分组成。

控制部分包括一个主处理器Host(Microcontroller)和一个通信控制器CC(CommunicationController)。

CC提供与数据电路和与Host的电气接口,将数据电路上的字符拆卸为串行比特流,或者将数据电路上的串行比特流组装为字符。

汽车总线实验报告

汽车总线实验报告

一、实验目的1. 了解汽车总线的概念、作用和分类;2. 掌握汽车总线系统的基本组成和工作原理;3. 通过实验,验证汽车总线在实际应用中的可靠性和效率;4. 培养学生的动手能力和实际操作技能。

二、实验原理汽车总线是一种用于汽车内部电子设备之间进行数据传输和控制的通信网络。

汽车总线系统由通信线路、控制单元、执行单元和传感器等组成。

汽车总线可以降低布线成本,提高数据传输速度和可靠性,是实现汽车智能化和网络化的基础。

目前,常见的汽车总线有CAN(控制器局域网络)、LIN(局部互连网络)、FlexRay和MOST(媒体导向系统传输)等。

三、实验内容1. CAN总线实验(1)实验设备:CAN总线实验板、示波器、PC机等;(2)实验步骤:① 将实验板与PC机连接,运行CAN总线实验软件;② 配置CAN总线参数,如波特率、节点地址等;③ 发送和接收数据,观察示波器波形;④ 分析数据传输过程,验证CAN总线系统的可靠性和效率。

2. LIN总线实验(1)实验设备:LIN总线实验板、示波器、PC机等;(2)实验步骤:① 将实验板与PC机连接,运行LIN总线实验软件;② 配置LIN总线参数,如波特率、节点地址等;③ 发送和接收数据,观察示波器波形;④ 分析数据传输过程,验证LIN总线系统的可靠性和效率。

3. FlexRay总线实验(1)实验设备:FlexRay总线实验板、示波器、PC机等;(2)实验步骤:① 将实验板与PC机连接,运行FlexRay总线实验软件;② 配置FlexRay总线参数,如波特率、节点地址等;③ 发送和接收数据,观察示波器波形;④ 分析数据传输过程,验证FlexRay总线系统的可靠性和效率。

4. MOST总线实验(1)实验设备:MOST总线实验板、示波器、PC机等;(2)实验步骤:① 将实验板与PC机连接,运行MOST总线实验软件;② 配置MOST总线参数,如波特率、节点地址等;③ 发送和接收数据,观察示波器波形;④ 分析数据传输过程,验证MOST总线系统的可靠性和效率。

新一代车内网络总线——FlexRay

新一代车内网络总线——FlexRay

第35卷第4期2008年8月拖拉机与农用运输车Tractor&FarmTransporterV01.35No.4Aug.,2008新一代车内网络总线——FlexRay陈松1,王红燕2(1.洛阳拖拉机研究所有限公司,河南洛阳471039;2.中国一拖集团有限公司,河南洛阳471004)摘要:FlexRay通信网络是一种新的具有确定性、容错、高速,并能支持分布式控制的总线系统,介绍其背景、技术特点及应用。

关键词:FlexRay;线控;通信总线;车辆中图分类号:TN915.04文献标识码:A文章编号:1006—0006(2008)04—0055—02NewGenerationVehicleNetworkBus--FlexRayCHENSon91,WANGHong.yan2(1.LuoyangTractorResearchInstituteCo.,Ltd.,Luoyang471039,China;2.YTOGroupCorporation,Luoyang471004,China)Abstract:TheFlexRaycommunicationsnetworkisanewfault.tolerant,deterministic,andcapableofsupportingdistributedcontrolbussystem.Thisarticlegivesageneralintroductionaboutthebackground,sometechnicalcharactersandapplicationofFlexRay.Keywords:FlexRay;X—by—wire;Communicationsbus:VehicleFlexRay是国外许多公司正在评估的一种通信协议,由于具有支援高吞吐量、确定性、容错特性等特点,使整个行业对它产生了浓厚的兴趣。

1背景随着“线控”技术的出现,我们将能使用重量轻、效率高、更简单的电子机械系统,如线控制动(Brake-By—Wire),电机执行器将电能转换成机械能,通过减速器传输到制动片上,然后制动片将制动压力施加到制动毂上。

基于FlexRay总线线控转向稳定性研究

基于FlexRay总线线控转向稳定性研究

() 3
立转 向系统 对整 车 的侧 向运 动 和横 摆 运 动 的影 响。 整个 车 身视 为一 个整 体 , 采用 了二 自由度整 车模 型 , 直 接 以前轮 转 角作 为输 入 , 略悬 架 的作用 , 为汽 忽 认 车 车厢 只作 平行 于地 面 的平 面运 动 。汽车 沿 轴 的


图 5 质 心侧 偏 角
从图 4和图 5 以看 出, 可 在高附着路面情况下 , 车辆质 心侧 偏 角 、 横摆 角 速 度 和 侧 向加 速 度 都 有 效
跟 随前 轮 转角 的变 化 , 车辆 处于稳 定 状态 , 驾驶 员 比
图 3 魔术轮胎侧偏角与侧 向力 关系
较 容易 进行 操 纵 。而 在 低 附 着 路 面上 行 驶 时 , 由于
跟 随前 轮转 角 的变 化 , 生 “ 发 漂移 ” 象 , 辆 失稳 , 现 车 车 辆处 于失 控 状 态 , 重 情 况 下 , 胁 驾 驶 员 的 生 严 威
E t ( i ) i n Ba ) ) a
(Hale Waihona Puke 2 命 。在 这种 情况 下 , 必须 对 车辆进 行 稳定性 控 制 。
234 表示轮胎侧 向力 ( )z表示侧 向风作用 点到质 ,,) N;
心距离 ( ; 、 m)u 表示 车体 在 固定 坐标 系下 的纵 向、 侧
向车 速 ( / ) m s。


图 4 横 摆 角 速 度


图 2 车 辆 坐 标 系
魔 术公 式侧偏 角 与侧 向 力关系

g ) rt ( 2一 ( - caca ( ) 1一 n

要 运 动参 量 为横 摆 角 速度 、 向速度 以及 侧 向加 速 侧

基于FlexRay总线的汽车线控制动系统仿真研究

基于FlexRay总线的汽车线控制动系统仿真研究

Internal Combustion Engine &Parts1背景随着汽车电子技术的发展,汽车运输设备不仅收集和控制信息,而且还处理语音和图像、无线网络、远程控制和自动驾驶。

因此,在技术上对于汽车行驶网络的需求越来越大,所以现在推出了对于汽车线控制动系统的研究。

最早的时候,线控技术主要应用于航空领域,即飞机的自动飞行,一开始还没有人想过汽车的自动驾驶技术,觉得很难实现,因为地上的交通情况可比天上的复杂得多,地面上的汽车的数量众多,并且还有行人、红绿灯等各种各样的因素,需要考虑的因素很多,内里的技术结构十分复杂。

然而随着科技的进步,汽车的线控制动系统的研究逐渐步入正轨。

FlexRay 技术的诞生得益于此,下文主要展开对此技术的介绍以及特点应用等分析。

2FlexRay 通讯特点及拓扑FlexRay 是单词Flex (灵活)以及Ray (鳐鱼)的组合,FlexRay 技术的诞生顺应了时代的发展,满足了未来对于车内互联网的更高的要求,为车内互联网提供了更高的数据传输率,并且有实现实时功能,还可以确保车内人员的安全,安全性能极高。

2.1FlexRay 通讯特点FlexRay 和CAN 同为串行通信总线。

拓扑结构:CAN 总线一般为线型结构,所有节点并联在总线上。

当一个节点损坏时,其他节点依然能正常工作。

但当总线一处出现短路时,整个总线便无法工作。

FlexRay 总线是TDMA 类型的,跟CAN 总线的仲裁机制不一样:①CAN 总线上任何一个节点在下一时刻都可能会发送message 到总线上,此时会冲突,为了解决冲突,CAN 总线使用仲裁机制,哪个节点的ID 小,哪个节点使用总线。

②FlexRay 总线是一种分时系统。

有两种发送方式:1)静态:TDMA (time division multiple access ),是分给各个节点一个或者多个时间槽,各个节点只有在自己的时间槽内才能传输message ,也就是说时间槽和节点的ID 是对应的,通过时间槽确定是哪个节点发送的message ;2)动态:FTDMA ,总线上有小的时间槽,如果小时间槽计数器与ID 的一致则节点可以发送message ,之后小时间槽计数器+1;总线空闲的话,小时间槽计数器也会+1。

FlexRay汽车总线浅析(下)

FlexRay汽车总线浅析(下)

栏目编辑:张新平 z x p @m o t o r c h i n a.c o m2018/06·汽车维修与保养83图17 双涡轮增压器图18 增压空气路径图19 转换阀结构(未完待续)108.排气歧管;110.高压涡轮增压器(HD-Lader);110/1.HD-Lader 压缩机叶轮;110/2.HD-Lader 涡轮;113.增压压力控制风门;120.低压涡轮增压器(HD-Lader);120/1.ND-Lader 压缩机叶轮;120/2.ND-Lader 涡轮;121.排气门真空单元;122.排气门调节杠;123.排气门;124.增压空气旁通风门真空单元;125.增压空气旁通风门调节杠;126.增压空气旁通风门。

1.空气格座;2.节气门;3.增压空气进气歧管;4.洁净的空气管;5.增压空气冷却器。

1.大气;2.来自储存罐真空供给;3.到真空单元的连接;a.固定板;b.回缩弹簧;c.外壳;d.螺线管(线圈);e.插头接口;f.橡胶块。

传送至CDI控制单元。

四、涡轮增压M651不断发展涡轮增压技术,部分发动机装备了两级涡轮增压。

如图17、18所示,该增压系统合并为两个大小不同的增压器和一个旁通控制系统,以实现在低转速时的较高输出扭矩,具有启动更平稳、启动不会迟缓、行驶性能更好、加速良好、高压涡轮增压器被设计为在低转速内快速建立较高的增压压力、低压涡轮增压器被设计为在中高转速范围内,通过高速气流快速建立较高的增压压力及低压涡轮增压器被设计为在中高转速范围内,1.增压简介废气流通过排气歧管冲到涡轮上,驱动涡轮转动。

压缩机叶轮通过刚性轴连接到涡轮上,以相同的速度被带动,吸入的干净空气经叶轮压缩后进入发动机。

增压压力通过升压控制翻板、排气门和增压旁通翻板进行调节。

2.增压压力控制增压压力通过升压控制翻板转换阀、排气门压力转换阀和增压旁通翻板转换阀,以电子气动的方式控制;电磁阀由ME通过PWM信号控制,其原理与272发动机的二次空气喷射转换阀相同,在此借用该转换阀结构图来理解:如图19所示,当电磁阀被促动时,固定板a由线圈吸出,并且密封橡胶块f关闭通风口,通道2和3之间的连接被打开,这样从真空单元到储存罐之间的真空就被建立。

一种 FlexRay总线优化方法研究

一种 FlexRay总线优化方法研究

一种 FlexRay总线优化方法研究李斌;龙飞【摘要】为了提高FlexRay车载网络带宽利用率,减小消息帧的最坏响应时间,对FlexRay总线配置问题进行研究. 针对FlexRay协议中静态段负载长度相等,静态消息的长度不等的情况,找到最优静态段负载长度,提高带宽利用率. 基于静态段的优化之上,综合分析静态段、动态段消息的最坏响应时间,得到最优总线周期长度. 实验结果表明,在得到最优负载的条件下,带宽利用率提高22%,并且在周期长度为982 μs时,总线消息帧的最坏响应时间最小,保证了消息传输的实时性、可靠性.%In order to improve the utilisation of FlexRay in-vehicle networks bandwidth and to reduce worst-case response time of message frames, we study the FlexRay bus configuration issue.For the circumstances of FlexRay protocol that in static segment the payload length is equal but the static message length is not, we find the optimal static segment payload length to improve the bandwidth utilisation.Based on the static segment optimisation, we comprehensively analyse the messages worst-case response times in both static segment and dynamic segment, and get the optimal bus cycle length.Experimental results show that the bandwidth utilisation ratio increased by 22% under the condition of acquiring the optimal payload length.Furthermore, in the case of the cycle length being 982 microseconds, the worst-case response time of FlexRay bus is minimum, and this ensures the real-time performance and reliability of message transmission.【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2015(032)005【总页数】4页(P141-144)【关键词】FlexRay;负载长度;带宽利用率;最坏响应时间【作者】李斌;龙飞【作者单位】贵州大学智能信息处理研究所贵州贵阳 550025;贵州大学电子信息学院贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TP3随着汽车电子技术的发展,电子元件逐渐代替了传统机械式的汽车元件,越来越多的电控单元出现在汽车上。

flexray在汽车传感器总线上的研究与应用

flexray在汽车传感器总线上的研究与应用

flexray在汽车传感器总线上的研究与应用随着汽车技术的进步和发展,自动驾驶和智能汽车等新兴技术逐渐走入人们的生活,对汽车传感器总线的要求也越来越高。

传感器总线在汽车系统中扮演着重要的角色,能够实现不同传感器之间的快速和可靠的通信,从而提高汽车的安全性和性能。

在汽车传感器总线技术中,FlexRay(灵活射频总线)是一种广泛使用的标准。

FlexRay总线是一种高速、高带宽、实时性强的总线协议,能够满足自动驾驶等高要求的应用场景。

下面将从研究与应用两个方面来介绍FlexRay在汽车传感器总线上的相关情况。

一、研究方面:1. FlexRay总线协议研究:对FlexRay总线协议的研究是了解FlexRay的基础。

研究人员可以通过深入了解FlexRay总线的工作原理、报文结构、网络通信等方面,来对FlexRay进行分析和优化。

2.性能优化:在实际应用中,可能会遇到FlexRay传输速率不足、网络容量不足等问题。

研究人员可以通过优化FlexRay总线的工作参数、改进FlexRay网络拓扑结构等方面来提高其性能。

3.安全性研究:安全性是汽车传感器总线的重要指标之一。

研究人员可以通过对FlexRay网络的安全性分析,发现潜在的攻击方法和防范措施,提高汽车传感器总线的安全性。

4.网络管理与诊断:在实际应用中,需要对FlexRay网络进行管理和诊断,确保其正常工作。

研究人员可以研究FlexRay总线的网络管理与诊断方法,提供对FlexRay网络的监控和故障诊断能力。

二、应用方面:1. ADAS(高级驾驶辅助系统):FlexRay总线可以实现不同传感器之间的快速和可靠通信,从而支持ADAS系统的实时性要求。

通过FlexRay总线,可以将传感器的数据及时传输给控制单元,从而实现智能的驾驶辅助功能。

2.自动驾驶:自动驾驶是当今汽车行业的热门话题,而实现自动驾驶需要高度可靠的传感器总线。

FlexRay总线可以满足自动驾驶系统对高速、高带宽、实时性强的要求,从而支持自动驾驶系统的实现。

线控总线FlexRay协议分析与配置

线控总线FlexRay协议分析与配置
所有的按键都先发送到控制系统 ,并等待其确认 。存 在如下按键类型及相应的处理 :
①当为功能键时 ,直接发送给控制系统 ,人机界面不 做进一步处理 。
②当为上 、下键时 ,如果当前屏幕有选中项且是可变 项时(如整型 、浮点等) ,则接收处理后的信息并显示 。
③当为左 、右键时 ,如有可选项 ,则进行当前屏的屏 幕项选择或切换 (通过操作横向双向循环链表来实现) 。
④当为确定键时 ,如果当前屏幕有选中项 ,则启用该 项的功能 (通过发送该键值及项的 ID 给控制系统) 。
⑤当为换屏键时 ,如果当前屏幕有选中项并且此项 有链接 ,则进入该项的链接屏幕 ;如果没有选中项且屏幕 的首项有链接 ,则进入此链接屏幕 ( 通过操作链接屏的单 向循环链表来实现) 。
互界面 ,无论是新产品的开发还是产品的更新升级 ,都可 以减少开发的工作量 ,缩短开发的时间 ,为产品赢得宝贵 的上市时间 ,从而可以增强企业的竞争力 ,因此该系统具 有十分广阔的市场前景 。
图中的几个状态分别是 : ◆ N ETWOR K_ MODE ( 网络工作状态) 及其包含的
子状态 — NORMAL_OPERA TION (正常工作状态) — REPEA T_ MESSA GE ( 进入 N ETWOR K_ MODE
时的初始状态) — READ Y_SL EEP(准备进入休眠状态)
5 网络管理测试实例
为了验证上文所述 FlexRay 网络管理的实用性及其
应用前景 ,一家德国汽车 O EM 厂商已在多种网络拓扑结
构下对 FlexRay NM 进行了评估 。实际上 ,AU TOSAR 应
用于 FlexRay 的 网 络 管 理 也 已 经 结 合 Vector 公 司 的
FlexRay Stack 进行应用 。测试中特别着眼于以下 3 方

flexray总线协议

flexray总线协议

竭诚为您提供优质文档/双击可除flexray总线协议篇一:FlexRay总线调研报告FlexRay总线调研报告汽车电子已成为汽车行业的一个重要市场。

汽车电子行业最大的热点就是网络化[1]。

如今的汽车,已然是一个移动式的信息装置,通过车内网络系统,可以接收、发送并处理大量的数据,对某些状况做出必要的反应。

未来汽车的发展趋势必然是自动化程度越来越高,使汽车更安全、更可靠、更舒适,这意味着在车内使用更多的传感器、传动装置及电子控制单元,这也将对车载网络提出更高的要求。

针对未来汽车车载网络的发展要求,FlexRay应运而生。

FlexRay关注的是当今汽车行业的一些核心需求,包括更快的数据速率,更灵活的数据通信,更全面的拓扑选择和容错运算等。

FlexRay的出现,弥补了既有总线协议应用在汽车线控系统或者同安全相关的系统时容错性和传输速率太低的不足,并将逐步取代can总线成为新一代的汽车总线[2]。

1FlexRay总线介绍1.1车载网络概述现代科技推动了汽车网络技术的不断发展,早在20世纪80年代国际上众多知名汽车公司就积极致力于汽车网络技术的研究及应用,迄今为止,已有多种网络标准。

1994年,sae车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为a、b、c等3类。

a类为面向传感器∕执行器控制的低速网络,b类为面向数据共享的中速网络,c类为面向高速、实时闭环控制的多路传输网络[3]。

另外它还保留了d类网的定义,这类网络主要是面向车内的娱乐设备的信息传输。

四种汽车网络标准总结如表1所示。

表1汽车网络标准a类网络主要面向传感器、执行器控制,是低速网络。

在该类网络中对实时性要求不高,且不需要诊断功能,数据速率一般在1~10kbps,主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。

目前a类网络协议主要有ttp/a(time-triggeredprotocol)、lin(localinterconnectnetwork)等协议。

b类网络主要面向独立模块间的数据共享,是中速网络,该类网络适用于对实时性要求不高的通信场合,数据速率一般在10~100kbps,主要应用于电子车辆信心中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统,以减少冗余的传感器和其他电子部件。

FlexRay通信控制器原型IP设计的开题报告

FlexRay通信控制器原型IP设计的开题报告

FlexRay通信控制器原型IP设计的开题报告一、选题背景FlexRay是一种实时通信总线标准,它在汽车电子领域中被广泛使用。

FlexRay总线具有高速传输、实时性强、稳定性好、可扩展性强等优点,在汽车控制系统中应用广泛。

为了支持FlexRay总线通信,需要设计FlexRay通信控制器原型IP。

该IP的设计需要考虑FlexRay通信协议的核心和灵活性,通过对FlexRay标准进行解析和实现,可以实现基于FlexRay总线的数据收发、时钟同步、数据校验等功能,为汽车控制系统提供可靠的通信支持。

二、选题意义FlexRay通信控制器原型IP的设计是一项具有挑战性和实用价值的工作。

其完成后可以用于汽车电子控制系统中,支持多通道、多速率和灵活的配置方式,提高汽车控制系统的灵活性和可靠性。

并且具有可重用性高、可扩展性好等特点。

三、研究目标1.分析FlexRay通信协议的核心要素,包括数据帧格式、时隙分配、时间同步等;2.设计FlexRay通信控制器原型IP的系统结构,包括发送模块、接收模块、时间同步模块、帧缓存等功能模块;3.实现FlexRay通信控制器原型IP的功能,包括收发数据、时钟同步、数据校验等;4.进行测试验证,验证所设计实现的FlexRay通信控制器原型IP的正确性和稳定性。

四、研究方法本文将采用以下研究方法:1.理论分析法:对FlexRay通信协议的核心要素进行分析与研究;2.仿真分析法:使用专业的电路仿真软件对FlexRay通信控制器原型IP进行验证;3.实验研究法:使用FPGA进行验证实验,测试所设计实现的FlexRay通信控制器原型IP的正确性和稳定性。

五、研究内容本文的研究内容主要包括以下几个方面:1.对FlexRay通信协议的核心要素进行分析和总结;2.设计FlexRay通信控制器原型IP的功能模块和系统结构,并进行仿真验证;3.使用FPGA进行现场验证实验,测试FlexRay通信控制器原型IP 的正确性和稳定性;4.在测试验证的基础上,进一步优化设计,提高FlexRay通信控制器原型IP的性能和可靠性。

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FlexRay总线调研报告汽车电子已成为汽车行业的一个重要市场。

汽车电子行业最大的热点就是网络化[1]。

如今的汽车,已然是一个移动式的信息装置,通过车内网络系统,可以接收、发送并处理大量的数据,对某些状况做出必要的反应。

未来汽车的发展趋势必然是自动化程度越来越高,使汽车更安全、更可靠、更舒适,这意味着在车内使用更多的传感器、传动装置及电子控制单元,这也将对车载网络提出更高的要求。

针对未来汽车车载网络的发展要求,FlexRay应运而生。

FlexRay关注的是当今汽车行业的一些核心需求,包括更快的数据速率,更灵活的数据通信,更全面的拓扑选择和容错运算等。

FlexRay的出现,弥补了既有总线协议应用在汽车线控系统或者同安全相关的系统时容错性和传输速率太低的不足,并将逐步取代CAN总线成为新一代的汽车总线[2]。

1FlexRay总线介绍1.1车载网络概述现代科技推动了汽车网络技术的不断发展,早在20世纪80年代国际上众多知名汽车公司就积极致力于汽车网络技术的研究及应用,迄今为止,已有多种网络标准。

1994年,SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C等3类。

A类为面向传感器∕执行器控制的低速网络,B类为面向数据共享的中速网络,C类为面向高速、实时闭环控制的多路传输网络[3]。

另外它还保留了D类网的定义,这类网络主要是面向车内的娱乐设备的信息传输。

四种汽车网络标准总结如表1所示。

表1汽车网络标准A类网络主要面向传感器、执行器控制,是低速网络。

在该类网络中对实时性要求不高,且不需要诊断功能,数据速率一般在1~10Kbps,主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。

目前A类网络协议主要有TTP/A(Time-Triggered Protocol)、LIN(Local Interconnect Network)等协议。

B类网络主要面向独立模块间的数据共享,是中速网络,该类网络适用于对实时性要求不高的通信场合,数据速率一般在10~100Kbps,主要应用于电子车辆信心中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统,以减少冗余的传感器和其他电子部件。

在B类网络中,具有代表性的有SAEJ1850、V AN(Vehicle Area Network)、CAN(ISO11595-2,不高于125Kbps)等协议。

其中,CAN凭其优越的性能,目前已经成为被全世界接受的主流协议。

C类网络主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网,该类网络适用于与安全性相关的实时系统,如发动机定时、燃油供给等系统,数据速率通常在125kbps~1Mbps之间。

目前,C类网络中的主要协议包括高速CAN(ISO118982)、正在发展中的TTP/C和FlexRay等协议。

其中高速CAN基于优先级的随机访问方式,总线传输速率通常在125kbps~1Mbps之间而其它几种协议基于TDMA(Time Division Multiple Access)或FTDMA(Flexible Time Division Multiple Access)的确定性访问方式,数据传输具有确定的延迟时间,且有很高的传输速率(1~10Mbps)。

D类网络主要面向汽车信息娱乐和远程信息设备,特别是汽车导航系统,需要功能强大的操作系统和连接能力。

在D类网络中,具有代表性的有MOST、IDBC、IDB1394、D2B、蓝牙等协议[4]。

1.2FlexRay的产生及发展随着汽车中增强安全和舒适体验的功能越来越多,实现这些功能的传感器、传输装置、电子控制单元(ECU)的数量也在持续上升。

如今高端汽车有100多个ECU,如果不采用新架构,该数字可能还会增长,ECU操作和众多车用总线之间的协调配合日益复杂,严重阻碍线控技术(X-by-wire,即利用重量轻、效率高、更简单且具有容错功能的电气/电子系统取代笨重的机械/液压部分)的发展。

即使可以解决复杂性问题,传统的车用总线也缺乏线控所必需的确定性和容错功能,例如,与安全有关的信息传递要求绝对的实时,这类高优先级的信息必须在指定的时间内传输到位,如刹车,从刹车踏板踩下到刹车起作用的信息传递要求立即正确地传输不允许任何不确定因素。

同时,汽车网络中不断增加的通信总线传输数据量,要求通信总线有较高的带宽和数据传输率。

目前广泛应用的车载总线技术CAN,LIN等由于缺少同步性,确定性及容错性等并不能满足未来汽车应用的要求。

宝马和戴姆勒克莱斯勒很早就意识到了,传统的解决方案并不能满足汽车行业未来的需要,更不能满足汽车线控系统(X-by-Wire)的要求。

于是在2000年的9月,宝马和戴姆勒克莱斯勒联合飞利浦和摩托罗拉成立了FlexRay的联盟。

由于FlexRay的优秀特性和广大的发展前景,又有很多的汽车,半导体和电子系统的生产商陆续加入了FlexRay联盟,为联盟的壮大注入更强的活力,并使FlexRay通信系统很快获得了动力。

目前,FlexRay联盟包括了汽车工业中绝大多数实力强劲而且影响力极强的角色,包括博世,通用汽车,福特等等。

FlexRay 成员分为四个等级,分别是核心成员国,重要联系成员国,联系成员国和最外层的开发成员国。

其中核心成员包括宝马,戴姆勒克莱斯勒,通用汽车,大众,博世,飞思卡尔和飞利浦。

该联盟致力于推广FlexRay 通信系统在全球的采用,使其成为高级动力总成、底盘、线控系统的标准协议。

其具体任务为制定FlexRay需求定义、开发FlexRay 协议、定义数据链路层、提供支持FlexRay的控制器、开发FlexRay物理层规范并实现基础解决方案。

由FlexRay联盟制定的FlexRay协议标准给出了汽车工业总线更为理想的解决方案,当前,FlexRay协议已经得到业界各大汽车生产厂家以及汽车半导体公司的支持,成为下一代车用网络标准。

经过几年的测试与修改,FlexRay协议2.1版本已经发布。

1.3FlexRay的特性在FlexRay协计设时,该联盟就规定其三大主要目标特性为:(1)高速:比目前其它车用主干网高出数倍;(2)确定的传输:以便有效的应用简化的分布式控制算法;(3)高容错的通信:以便实施更高安全需要的控制机制或以电控系统替代液压系。

为了能实现这些既定目标,FlexRay协议设计了一些新特性,正是这些优势技术使FlexRay成为下一代车用通信网络的首选。

FlexRay提供了传统车内通信协议不具备的大量特性[6],包括:(1) 高传输速率:FlexRay的每个信道具有10Mbps带宽。

由于它不仅可以像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,因此可以达到20Mbps的最大传输速率,是当前CAN最高运行速率的20倍。

(2) 同步时基:FlexRay中使用的访问方法是基于同步时基的。

该时基通过协议自动建立和同步,并提供给应用。

时基的精确度介于0.5μs和10μs之间(通常为1~2μs)。

(3)确定性:通信是在不断循环的周期中进行的,特定消息在通信周期中拥有固定位置,因此接收器已经提前知道了消息到达的时间。

到达时间的临时偏差幅度会非常小,并能得到保证。

(4) 高容错:强大的错误检测性能和容错功能是FlexRay设计时考虑的重要方面。

FlexRay 总线使用循环冗余校验CRC(Cyclic redundancy cheek)来检验通信中的差错。

FlexRay总线通过双通道通信,能够提供冗余功能,并且使用星型拓扑可完全解决容错问题,如果出现意外情况,星型的支路可以有选择的切断。

(5)灵活性:在FlexRay协议的开发过程中,关注的主要问题是灵活性。

不仅提供消息冗余传输或非冗余传输两种选择,系统还可以进行优化,以提高可用性(静态带宽分配)或吞吐量(动态带宽分配)。

用户还可以扩展系统,而无需调整现有节点中的软件。

同时,还支持总线或星型拓扑。

FlexRay提供了大量配置参数,可以支持对系统进行调整,如通信周期、消息长度等,以满足特定应用的需求。

2FlexRay总线技术原理2.1帧格式结构FlexRay帧格式包括帧头段(Header segment)、有效载荷段(payload segment)与帧尾段(Trailer segment)三部分,如图1所示[8]。

节点在网络上传输帧时,首先传输的是帧头段,其次传输的是有效载荷段,最后传输的是帧尾段。

图1 FlexRay帧格式FlexRay帧头段包括5个字节的信息,包括保留位(Reserved bit)、有效载荷段前言指示位(Payload preamble indicator)、空帧指示位(Null frame indicator)、同步帧指示位(Sync frame indicator)、起始帧指示位(Startup frame indicator)、帧ID(Frame ID)、有效载荷段长度(Payload length)、帧头CRC(Header CRC)、周期计数(cycle count)。

帧ID的范围从1到2047,帧0是无效的帧ID。

在每个通道的一个通信周期内,帧ID仅被使用一次。

一簇中每个可能被传输的帧都赋予了一个帧ID。

ID 数字越小,则优先级越高。

有效载荷段长度用来指明有效载荷段的尺寸。

有效载荷段的尺寸被编码为有效载荷段数据字节数值的二分之一(即word的个数)。

在静态时序部分的一个通信周期内,所有发送帧的有效载荷段长度应该是稳定不变的。

在动态时序部分的一个通信周期内,不同帧的有效载荷段长度可能不同。

另外,在不同周期内特殊动态时序部分的帧有效载荷段长度可能变化。

FlexRay有效载荷段包含0~254个字节数据。

在动态时序部分,有效载荷段的前两个字节通常用作信息ID域(Message ID Field),接收节点根据域中的内容去过滤或者引导数据。

在静态时序部分,有效载荷段的前13个字节(数据0~数据12)通常用作网络管理向量,在同一个簇内所有的节点应具有相同长度的网络管理向量。

帧头段的有效载荷前言指示位指明了有效载荷段是网络管理向量还是信息ID。

FlexRay帧尾段只含有24位的校验域,这个域包含了由帧头段与有效载荷段计算得出的CRC校验码。

计算帧CRC时,根据网络传输顺序将从保留位开始,到有效载荷段最后一个字节的最后一位结束,这些数据都放入CRC生成器中进行计算。

2.2编码与解码FlexRay总线协议独立于底层物理层,有两个不同级的二进制媒介。

这两个不同级媒介所产生的比特流叫做通信要素(Communication Element)。

节点使用“不归零”编码的方式对通信要素CE进行编解码。

编码与解码(Coding and Decoding)实际讲述了通信控制器与总线驱动器之间,TxD、RXD和TxEN接口信号的编码与解码行为。

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