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通道名稱 TxD/RxD、TxEN/RxEN

頻率 10M

應(yīng)用領(lǐng)域 主要應(yīng)用于車用電子系統(tǒng)中，提供了高速傳輸及良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

應(yīng)用簡介

FlexRay因?yàn)閾碛袃?yōu)異的效能，更是被飛利浦及飛斯卡爾兩大公司強(qiáng)力推薦的車用訊號，透過FlexRay 的傳輸可以替代原本的CAN串行協(xié)議分析以節(jié)省硬件空間，而且再搭配多節(jié)點(diǎn)的特性能夠使得FlexRay成為汽車電子中的骨干網(wǎng)絡(luò)方便與其它獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行連接，F(xiàn)lexRay訊號的周期偏差非常低，這更能夠讓FlexRay成為在需要實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的好選擇。

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FlexRay主要是由TXD、TXEN(傳送端)，RXD、RXEN(接收端)所組成，在連接訊號線時(shí)僅需兩條訊號線即可運(yùn)作，透過我們邏輯分析儀的FlexRay分析模塊，能夠快速的將訊號中各種狀態(tài)解譯。

TSS : Transmission start sequence

FSS : Frame start sequence

BSS : Byte start sequence

FES : Frame end sequence

DTS : Dynamic trailing sequence

CAS : Collision avoidance symbol

MTS: Media access test symbol

WUS: Wake up symbol

因?yàn)镕lexRay擁有多時(shí)分工及多節(jié)點(diǎn)的特性，訊號靈活度及應(yīng)用程度高，相對的在訊號封包結(jié)構(gòu)上也

較復(fù)雜許多，透過邏輯分析儀FlexRay分析儀，能夠讓使用者透過串行協(xié)議分析的圖塊顯示方式，在一時(shí)間就能夠清楚的知道訊號所表達(dá)的狀態(tài)為何，以提升工作的效率，面對復(fù)雜的串行訊號也能夠得心應(yīng)手。

FlexRay車載網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為同類產(chǎn)品的基準(zhǔn)，將在未來很多年內(nèi)，引導(dǎo)整個(gè)汽車電子產(chǎn)品控制結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。FlexRay是繼CAN 和LIN之后的最新研發(fā)成果，可以有效管理多重安全和舒適功能：譬如，F(xiàn)lexRay適用于線控操作(X-by-Wire)。

FlexRay是戴姆勒克萊斯勒公司的注冊商標(biāo)。FlexRay聯(lián)盟 （FlexRay Consortium）推進(jìn)了FlexRay的標(biāo)準(zhǔn)化，使之成為了新一代汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。FlexRay關(guān)注的是當(dāng)今汽車行業(yè)的一些核心需求，包括更快的數(shù)據(jù)速率，更靈活的數(shù)據(jù)通信，更全面的拓?fù)溥x擇和容錯(cuò)運(yùn)算。

因此，F(xiàn)lexRay可以為下一代的車內(nèi)控制系統(tǒng)提供所需的速度和可靠性。CAN網(wǎng)絡(luò)最高性能極限為1Mbps。LIN和K-LINE分枝網(wǎng)絡(luò)最高性能極限為20Kbit/s。而FlexRay兩個(gè)信道上的數(shù)據(jù)速率最大可達(dá)到10Mbps,總數(shù)據(jù)速率可達(dá)到20Mbit/秒，因此，應(yīng)用在車載網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)lexRay 的網(wǎng)絡(luò)帶寬可能是CAN的20倍之多。

FlexRay還能夠提供很多CAN網(wǎng)絡(luò)所不具有的可靠性特點(diǎn)。尤其是FlexRay具備的冗余通信能力可實(shí)現(xiàn)通過硬件*復(fù)制網(wǎng)絡(luò)配置，并進(jìn)行進(jìn)度監(jiān)測。FlexRay同時(shí)提供靈活的配置，可支持各種拓?fù)?，如總線、星型和混合拓?fù)?。設(shè)計(jì)人員可以通過結(jié)合兩種或兩種以上的該類型拓?fù)鋪砼渲梅植际较到y(tǒng)。

另外，F(xiàn)lexRay可以進(jìn)行同步（實(shí)時(shí)）和異步的數(shù)據(jù)傳輸，來滿足車輛中各種系統(tǒng)的需求。譬如說，分布式控制系統(tǒng)通常要求同步數(shù)據(jù)傳輸。

為了滿足不同的通信需求，F(xiàn)lexRay在每個(gè)通信周期內(nèi)都提供靜態(tài)和動態(tài)通信段。靜態(tài)通信段可以提供有界延遲，而動態(tài)通信段則有助于滿足在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的不同帶寬需求。FlexRay 幀的固定長度靜態(tài)段用固定時(shí)間觸發(fā)（fixed-time-trigger）的方法來傳輸信息，而動態(tài)段則使用靈活時(shí)間觸發(fā)的方法來傳輸信息。

FlexRay不僅可以像CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)這樣的單信道系統(tǒng)一般運(yùn)行，而且還可以作為一個(gè)雙信道系統(tǒng)運(yùn)行。雙信道系統(tǒng)可以通過冗余網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)——這也是高可靠系統(tǒng)的一項(xiàng)重要性能。

FlexRay的各種特點(diǎn)均適合實(shí)時(shí)控制的功能。

FlexRay的應(yīng)用

FlexRay 面向的是眾多的車內(nèi)線控操作(X-by-Wire)。

FlexRay 導(dǎo)線控制應(yīng)用的例子包括：

線控操作轉(zhuǎn)向－典型的是使用電子控制單元

防抱死制動系統(tǒng)(ABS)-包括車輛穩(wěn)定控制(VSC)和車輛穩(wěn)定助手（VSA）

FlexRay 節(jié)點(diǎn)運(yùn)算

每個(gè)FlexRay節(jié)點(diǎn)都包括一個(gè)控制器和一個(gè)驅(qū)動器部件。控制器部件包括一個(gè)主機(jī)處理器和一個(gè)通信控制器。驅(qū)動器部件通常包括總線驅(qū)動器和總線監(jiān)控器（可選擇）?？偩€驅(qū)動器將通信控制器與總線相連接，總線監(jiān)控器監(jiān)視接入總線的連接。主機(jī)通知總線監(jiān)控器通信控制器分配了那些時(shí)槽。接下來，總線監(jiān)控器只允許通信控制器在這些時(shí)槽中傳輸數(shù)據(jù)，并激活總線驅(qū)動器。若總線監(jiān)控器發(fā)現(xiàn)時(shí)間時(shí)序有間隔，則斷開通信信道的連接。

FlexRay的節(jié)點(diǎn)有幾個(gè)基本的運(yùn)行狀態(tài)：

配置狀態(tài)（默認(rèn)配置/配置）-用于各種初始化設(shè)置，包括通信周期和數(shù)據(jù)速率

就緒狀態(tài)-用于進(jìn)行內(nèi)部的通信設(shè)置

喚醒狀態(tài)-用于喚醒沒有在通信的節(jié)點(diǎn)。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)向另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒信號，喚醒并激活總線驅(qū)動器、通信控制器、和總線監(jiān)控器。

啟動狀態(tài)-用于啟動時(shí)鐘同步，并為通信做準(zhǔn)備。

正常狀態(tài)（主動/被動）-可以進(jìn)行通信的狀態(tài)

中斷狀態(tài)-表明通信中斷

FlexRay節(jié)點(diǎn)還有與錯(cuò)誤處理相關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。這些轉(zhuǎn)移是在時(shí)鐘同步和時(shí)鐘校正錯(cuò)誤的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的數(shù)值基礎(chǔ)上加以管理的。當(dāng)個(gè)別節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘與FlexRay同步節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘有所出入時(shí)，就會出現(xiàn)時(shí)鐘校正錯(cuò)誤。FlexRay 網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)或一個(gè)以上傳輸同步信息的同步節(jié)點(diǎn)。在收到任意一條同步信息后，節(jié)點(diǎn)會將其時(shí)鐘與同步節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘相比較，并根據(jù)同步需要做出必要的變化。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要進(jìn)行錯(cuò)誤計(jì)數(shù)，其中包括時(shí)鐘同步中連續(xù)發(fā)生錯(cuò)誤的次數(shù)。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)還要監(jiān)測和幀轉(zhuǎn)移/接受狀態(tài)相關(guān)的錯(cuò)誤，其中包括語法錯(cuò)誤、內(nèi)容錯(cuò)誤、總線干擾錯(cuò)誤以及轉(zhuǎn)移沖突所導(dǎo)致的錯(cuò)誤。一旦某節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)該類錯(cuò)誤，就會通知主機(jī)處理器。錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的使用取決于應(yīng)用用途和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

FlexRay幀和信號

FlexRay使用的通信幀有三個(gè)幀段。

和CAN網(wǎng)絡(luò)的事件觸發(fā)協(xié)議不同的是，F(xiàn)lexRay使用時(shí)間觸發(fā)協(xié)議來轉(zhuǎn)移幀。FlexRay的時(shí)間觸發(fā)模式可以確保數(shù)據(jù)按照事先確定的時(shí)間表進(jìn)行傳輸。此外，雙冗余通信信道Ach和Bch都能傳輸數(shù)據(jù)。

頭段包括以下幾位：

保留位-為日后的擴(kuò)展做準(zhǔn)備

負(fù)載段前言指示-指明幀的負(fù)載段的向量信息。在靜態(tài)幀中，該位指明的是NWVector；在動態(tài)幀中，該位指明的是消息ID

零幀指示-指明負(fù)載段的數(shù)據(jù)幀是否為零

同步幀指示-指明這是一個(gè)同步幀

起始幀指示-指明發(fā)送幀的節(jié)點(diǎn)是否為起始幀

幀ID-指明在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中分配到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的ID(有效范圍：1至2047)

長度-說明負(fù)載段的數(shù)據(jù)長度

頭部CRC- 表明同步幀指示器和起始幀指示器的CRC計(jì)算值，以及由主機(jī)計(jì)算的幀ID和幀長度

周期-指明在幀傳輸時(shí)間內(nèi)傳輸幀的節(jié)點(diǎn)的周期計(jì)數(shù)

幀的負(fù)載段包括三個(gè)部分：

數(shù)據(jù)-可以是0至254字節(jié)

消息ID-任意。 該消息ID 使用負(fù)載段的前兩個(gè)字節(jié)進(jìn)行定義，可以在接收方作為可過濾數(shù)據(jù)使用。

網(wǎng)絡(luò)管理向量——任意。該向量長度必須為0至10個(gè)字節(jié)，并和所有節(jié)點(diǎn)相同。

該幀的尾段包括硬件規(guī)定的CRC值。這些CRC值會在連接的信道上面改變種子值，以防不正確的校正。FlexRay 在時(shí)槽中傳輸幀。圖8展示了與FlexRay周期有關(guān)的時(shí)槽的組成結(jié)構(gòu)。

在物理層，F(xiàn)lexRay根據(jù)uBP和uBM的不同電壓，使用不同的信號BP和BM進(jìn)行通信。四個(gè)信號(見圖9)代表了FlexRay總線的各種狀態(tài)：

Idle_LP： 低功率狀態(tài)

Idle： 無通信狀態(tài)

Data_1： 邏輯高

Data_0:邏輯低