文章目錄

• • 1 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
  • 2 FlexRay 的特點(diǎn)
  • 3 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/li>
  • • 3.1 多點(diǎn)總線 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)
    • 3.2 星 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)
    • 3.3 混合 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)
  • 4 FlexRay 消息幀格式
  • • 4.1 HEADER
    • 4.2 Payload
    • 4.3 Trailer
    • 4.4 數(shù)據(jù)安全和錯(cuò)誤處理
  • 5 CAN 和 FlexRay 的區(qū)別

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為了滿足提高汽車性能的永無止境的通信需求，各種協(xié)議已經(jīng)存在。FlexRay 就是這樣一種提供安全關(guān)鍵特性的下一代通用高速協(xié)議。組合的多個(gè)傳感器、執(zhí)行器和電子控制單元需要同步才能提供高端性能。控制器局域網(wǎng) ( CAN ) 無法滿足當(dāng)今先進(jìn)車輛中不斷增長(zhǎng)的帶寬的需求。為了應(yīng)對(duì)這些先進(jìn)車輛的這些下一代挑戰(zhàn)，FlexRay 協(xié)議已被證明在汽車技術(shù)飛速發(fā)展的世界中具有重要意義。

FlexRay 通信協(xié)議是戴姆勒克萊斯勒公司的注冊(cè)商標(biāo)。FlexRay 的全面使用是由 FlexRay 聯(lián)盟于 2008 年推出的，該聯(lián)盟推動(dòng)將 FlexRay 標(biāo)準(zhǔn)化為下一代車載通信協(xié)議。FlexRay 專為滿足線控驅(qū)動(dòng)（線控啟動(dòng)、線控制動(dòng)）和先進(jìn)設(shè)備輔助系統(tǒng)（發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱）的需求和挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)。

1 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

FlexRay 使用非屏蔽雙絞線連接節(jié)點(diǎn)。它們的電纜阻抗約為 80-110 歐姆，需要在末端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行端接。就像CAN一樣，在這對(duì)信號(hào)線之間連接了電阻器來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

每對(duì)電纜上的差分信號(hào)可減少外部噪聲對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，而無需昂貴的屏蔽。它支持單通道和雙通道配置，分別由一對(duì)或兩對(duì)線組成。雙通道配置提供增強(qiáng)的容錯(cuò)能力和增加的帶寬。

2 FlexRay 的特點(diǎn)

• 可靠的。

• 快點(diǎn)。

• 多余的。

• 高達(dá) 10 Mbps 的高數(shù)據(jù)速率。

• 靈活的配置。

• 多種拓?fù)溥x項(xiàng)。

• 容錯(cuò)。

• 事件和時(shí)間觸發(fā)。

• 雙通道系統(tǒng)。

• 可以由“n”個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。

• 處理各種各樣的框架。

• 他們?nèi)萑体e(cuò)誤。

• 無碰撞訪問。

• 保證消息延遲。

• 修復(fù)了通信延遲。

• 所有 ECU 的全局同步時(shí)間。

• 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)段。

• 帶寬比 CAN 高 20 倍。

• 使用時(shí)分多址 (TDMA) 管理多個(gè)節(jié)點(diǎn)。

應(yīng)用：

---

• 電子助力轉(zhuǎn)向。（線控轉(zhuǎn)向）。
• 先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)。
• 動(dòng)力總成。
• 車身控制模塊。
• 電池管理系統(tǒng)。
• 防鎖剎車系統(tǒng)。
• 車輛穩(wěn)定性控制 (VSC)。
• 車輛穩(wěn)定輔助 (VSA)。

3 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h2>

FlexRay 的顯著優(yōu)勢(shì)之一是它可以根據(jù)車輛的布局布置在車輛內(nèi)部。它提供類似于以太網(wǎng)的拓?fù)?#xff0c;例如總線（多點(diǎn)無源）、星形（有源）連接或這兩種拓?fù)涞倪B接，稱為 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)的混合拓?fù)洹＿@有助于設(shè)計(jì)人員提高給定車輛系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能、可靠性并優(yōu)化成本。

3.1 多點(diǎn)總線 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)

• 常用。
• 一根網(wǎng)線連接多個(gè) ECU。
• 一次只能有一個(gè) ECU 進(jìn)行傳輸。
• 端接端以消除信號(hào)反射。

3.2 星 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)

• 各個(gè)鏈接連接到中央活動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
• 它們用于更擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。
• 如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，它不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)。
• 減少的裸線數(shù)量有助于提高抗噪能力。

3.3 混合 FlexRay 網(wǎng)絡(luò)

• 它由總線和星型拓?fù)浣M合而成。
• 提供兩種拓?fù)渲凶詈玫摹?/li>
• 經(jīng)濟(jì)高效、可靠且易于使用。

**FlexRay 協(xié)議通信周期：**在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)固定（通常保持在 1-5ms 左右）。它包含四個(gè)主要部分，稱為：

• 靜態(tài)段：為確定性數(shù)據(jù)保留的時(shí)隙，以固定周期到達(dá)。
• 動(dòng)態(tài)段：適應(yīng)各種信號(hào)，而不會(huì)因?yàn)檫^多的靜態(tài)槽而減慢 FlexRay 周期。它允許偶爾傳輸數(shù)據(jù)。
• 符號(hào)窗口：涉及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和識(shí)別獨(dú)特的循環(huán)，如冷啟動(dòng)循環(huán)。
• 網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)間：用于通過調(diào)整前一個(gè)周期中可能發(fā)生的任何漂移來保持節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘之間的同步。它始終由 ECU 預(yù)定義為已知長(zhǎng)度。

4 FlexRay 消息幀格式

對(duì)于任何靜態(tài)或動(dòng)態(tài)段，每個(gè)插槽都由一個(gè) FlexRay 幀組成，該幀分為三個(gè)基本部分，如下所示：

4.1 HEADER

4.2 Payload

它包含需要由消息幀傳輸?shù)膶?shí)際數(shù)據(jù)。它的長(zhǎng)度為 0 到 254 個(gè)字節(jié)。（是 CAN 的 30 倍）。

Message-ID（可選）： 此 ID 使用有效載荷段的前兩個(gè)字節(jié)進(jìn)行定義。它可以用作接收端的可過濾數(shù)據(jù)。

NW 向量（可選）： 網(wǎng)絡(luò)管理向量的長(zhǎng)度必須為 0 到 12 個(gè)字節(jié)，并且對(duì)所有節(jié)點(diǎn)都是通用的。

4.3 Trailer

它包含三個(gè)由硬件指定的 8 位 CRC 值，用于通過更改連接通道上的種子值來檢測(cè)錯(cuò)誤以防止錯(cuò)誤連接。

4.4 數(shù)據(jù)安全和錯(cuò)誤處理

---

FlexRay 網(wǎng)絡(luò)提供可擴(kuò)展的容錯(cuò)能力。允許單通道和雙通道通信的選項(xiàng)使其更加安全。使用這兩個(gè)通道連接總線上的設(shè)備可以提高安全性。可以通過使用兩個(gè)通道來傳輸非冗余數(shù)據(jù)來增加帶寬。

FlexRay 協(xié)議使用總線保護(hù)機(jī)制促進(jìn)物理層內(nèi)的快速錯(cuò)誤檢測(cè)、信令和錯(cuò)誤控制，該機(jī)制保護(hù)通道免受與集群通信調(diào)度不一致的通信造成的干擾。

5 CAN 和 FlexRay 的區(qū)別

對(duì)于每種實(shí)施方式，FlexRay 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)可能不同。在加入總線之前，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須使用正確的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。FlexRay 委員會(huì)在工程過程中對(duì)這些參數(shù)的存儲(chǔ)和傳輸格式進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，以維護(hù)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)配置。現(xiàn)場(chǎng)總線交換格式或 FIBEX 文件是 ASAM 定義的標(biāo)準(zhǔn)，允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員、原型設(shè)計(jì)人員、驗(yàn)證人員和測(cè)試人員輕松共享網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并快速配置 ECU、測(cè)試工具硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)等。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的FlexRay通信协议概述的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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