FlexRay通信协议中文版.pdf

一、FlexRay介绍 FlexRay 通讯协议运用于可靠的车内网络中，是一种具备故障容错的高速汽车总线系统。 它已经成为同类产品的基准，将在未来很多年内，引导汽车电子产品控制结构的发展方向。 FlexRay 协议标准中定义了同步和异步帧传输，同步传输中保证帧的延迟和抖动，异步传输 中有优先次序，还有多时钟同步，错误检测与避免，编码解码，物理层的总线监控设备等。 1.1 汽车网络通信协议综述 汽车网络通信协议在保证整个系统正常运行方面起着非常重要的作用。它可以帮助解决 系统很多问题，如数据共享、可扩展性、诊断接口等。目前，应用于汽车领域的网络标准除 了FlexRay 还有很多，如 CAN、LIN 、J1850 及 MOST 等。 CAN 总线全称为“控制器局域网总线（Controller Area Network ）”，是德国博世公司从 80 年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据 通信协议。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。CAN 通信 速率可达１Mbit/s ，每帧的数据字节数为 8 个。 LIN （Local Interconnect Network ，控制器局域网）总线是由LIN 协会发布的一种新型低 成本串行通信总线，也称为经济型 CAN 网络。LIN 的目标是为现有汽车网络（例如 CAN 总线）提供辅助功能，因此 LIN 总线是一种辅助的总线网络，在不需要 CAN 总线的带宽和 多功能的场合比如智能传感器和制动装置之间的通信使用 LIN 总线可大大节省成本。 J1850 总线是 1994 年由汽车工程师协会颁布的标准，之后普及运用于美国车厂的汽车中。 不过，虽然美国各厂多采用 J1850 标准，但是各厂的实际做法又不相同，因此相对其他标准 来说比较混乱。由于 J1850 总线通信速率低，只适合用于车身控制系统及诊断系统，目前在 美国逐步被 CAN 所取代。 MOST （Media Oriented System Transport ，面向媒体的系统传输）总线是采用光纤并用于 智能交通及多媒体的网络协议，能够支持 24.8Mbps 的数据速率，与以前的铜缆相比具有减 轻重量和减小电磁干扰的优势。 1.2 FlexRay特点 作为一种灵活的车载网络系统，FlexRay 具有高速、可靠及安全的特点，它不仅能简化车 载通信系统的架构，而且还有助于汽车电子单元获得更高的稳定性和可靠性。在宝马新款 SUV “X5 ”的电子控制减震器系统中，首次采用了控制系列车内LAN 接口规格 FlexRay ， 此次实际应用预示着 FlexRay 在高速车载通信网络中的大规模应用已经指日可待。 图 1-各个协议数据速率的比较 FlexRay 在物理上通过两条分开的总线通信，每一条的数据速率是 10MBit/s。CAN 网络 因此，应用在车载网络，FlexRay 最高性能极限为 1Mbps，而FlexRay 总数据速率可达到20Mbit/秒。 的网络带宽可能是 CAN 的20 倍之多。 FlexRay 还能够提供很多网络所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，并进行进度监测。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。 FlexRay 本身不能确保系统安全，但它具备大量功能，可以支持以安全为导向的系统（如 线控系统）的设计。 1.3 FlexRay协会 FlexRay 协会旨在推展开放式高速汇流排系统标准用于汽车的分布式控制应用。自 2000 年 9 月成立以来，协会不断发展成长，成员包括汽车产业一 些最大、最具影响力的公司。 FlexRay 的开发工作正在 BMW 、戴姆勒 克莱 斯勒、Freescale 半导体、通用汽车、恩智浦 半导体、博世和大众等核心 合作伙伴的推动下大步前进。透过多种会员分级制度，会员企 业可与 FlexRay 协会工作小组进行交流，提出想法，参加评议会，并可提前获得相关规范 以及积极参与推展这一国际标准的机会。协会网站： 1.4 Fl