FlexRay簡介
■ 什么是FlexRay
FlexRay是高速、精確和容錯(cuò)的車輛總線系統(tǒng)。它源于戴姆勒克萊斯勒協(xié)議應(yīng)用的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及BMW開發(fā)的單根光纖總線系統(tǒng)。單根光纖總線系統(tǒng)由BMW專門開發(fā)用于被動(dòng)安全系統(tǒng)（如安全氣囊）。為了滿足主動(dòng)安全系統(tǒng)的要求，F(xiàn)lexRay協(xié)會(huì)進(jìn)一步開發(fā)了單根光纖總線系統(tǒng)，尤其是時(shí)間精確性和容錯(cuò)性方面。今天，汽車制造商BMW（寶馬）、DaimlerChrysler（戴姆勒克萊斯勒）、Gneral Motors（通用）、Ford（福特）、Volkswagen（大眾）以及Bosch（博世）、Motorola（摩托羅拉）和Philips Semiconductors（飛利浦半導(dǎo)體）都是FlexRay協(xié)會(huì)的核心成員。
現(xiàn)今車輛中的許多控制設(shè)備、傳感器和激勵(lì)器之間主要是通過CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。然而，新的x-by-wire系統(tǒng)（線控系統(tǒng)）應(yīng)用產(chǎn)生了更多的需求，尤其是有關(guān)信息傳輸?shù)娜蒎e(cuò)和時(shí)間精確性。FlexRay通過兩個(gè)通道上的固定時(shí)隙信息傳輸和容錯(cuò)、冗余信息傳輸滿足了這些增加的需求。
■ 物理層
FlexRay根據(jù)TDMA原理工作，其中部件或信息分配固定時(shí)隙以精確地輸入到總線中。時(shí)隙具有固定的重復(fù)周期，可以準(zhǔn)確地預(yù)測信息在總線上的時(shí)間和總線輸入的時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)精確性。
然而，對(duì)部件或信息通過固定時(shí)隙對(duì)帶寬進(jìn)行固定分配的方式的缺點(diǎn)在于沒有完全利用帶寬。因此FlexRay將這個(gè)周期細(xì)分成靜態(tài)和動(dòng)態(tài)部分。固定時(shí)隙位于總線周期開始的靜態(tài)部分。在動(dòng)態(tài)部分，固定時(shí)隙將動(dòng)態(tài)分配。專用的總線輸入是指在每種情況只能短時(shí)間啟用（所以叫做mini-slots）。如果總線輸入發(fā)生在mini-slot內(nèi)，則時(shí)隙僅僅在這需求時(shí)間內(nèi)延長。因此帶寬在實(shí)際需要的時(shí)候才被利用。
■ FlexRay的數(shù)據(jù)傳輸速率
FlexRay通過兩條分離的路線通訊，數(shù)據(jù)傳輸速率均達(dá)10Mbit/s。這兩條線路主要是用于冗余，所以不僅傳輸容錯(cuò)信息也能傳輸不同信息，在這種情況下，數(shù)據(jù)的吞吐率是雙倍的。FlexRay也能在較低速率下運(yùn)行。
■ 節(jié)點(diǎn)同步
為了實(shí)行同步功能和通過兩個(gè)信息之間的小間距優(yōu)化帶寬，在通訊網(wǎng)絡(luò)中，分配的部件需要一個(gè)共同的時(shí)基（global time）。對(duì)于時(shí)鐘同步，同步信息在周期的靜態(tài)部分進(jìn)行傳輸。部件的當(dāng)?shù)貢r(shí)鐘時(shí)間通過一種特殊算法的幫助下進(jìn)行校正，使所有的當(dāng)?shù)貢r(shí)鐘與一個(gè)全局時(shí)鐘同步運(yùn)行。
■ FlexRay ECU的結(jié)構(gòu)
一個(gè)FlexRay ECU包括一個(gè)主處理器、FlexRay通信控制器（CC）和總線保護(hù)（BG）。其中主處理器提供和處理數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)則通過FlexRay控制器傳輸。
BG監(jiān)控總線輸入。主處理器報(bào)告BG FlexRay CC分配在哪個(gè)時(shí)隙。然后BG允許FlexRay CC僅在這些時(shí)隙中傳輸數(shù)據(jù)和啟用BD?？稍谌魏螘r(shí)間接收數(shù)據(jù)。
