汽车总线通信网络技术-了解FlexRay总线的数据结构

FlexRay总线通信网络的数据结构如图3-1所示。

图3-1　FlexRay总线通信网络的数据结构

1.数据帧组成

数据帧组成如下。

（1）起始段（Header Segment）。

（2）有效负载段（信息段）（Payload Segment）：

①静态帧——静态段；

②动态帧——动态段。

（3）结束段（Trailer Segment）。

2.FlexRay的信息段

FlexRay总线通信网络与MOST光纤网络类似，采用了同步信息（时间触发）与异步信息（事件触发）相结合的方式，如图3-2所示。因此，FlexRay的信息会有规律地、一份一份地传输，就像一辆一辆的公交车，准时到站接送乘客（信息）后离开。

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图3-2　时间触发（静态段）/事件触发（动态段）相结合

1）按时间区间确定的信息

FlexRay的静态段（循环数据传输的时间控制区域）可以比作VIP车厢，这些车厢在静态段内可预留给某些控制模块或某些重要信息使用，也被称为时隙。一个时隙是指一个规定的时间段，且该时间段对特定信息（转速）开放，即使这些信息暂时不需要传输，位子也会空着，不允许被占用。在FlexRay确定性时间触发与事件触发的数据传输过程中，静态段传输的有：转速（n）、角度（°）、温度（t）和车速（v）等信息，如图3-3所示。

在FlexRay的静态段中，因为有按时间区间传递的信息，为了确保每个“乘客”都能准时“上车”，所有的信息传递者都必须要进行精确时间同步，即对时。否则，信息就会因为时间不同步而无法传播。

图3-3　FlexRay确定性时间触发与事件触发的数据传输过程

既然是对时，那么至少要有两个“人”的时钟进行校对，一旦校对成功，校对后的时刻会发放给所有的其他信息传递参与者。

用于对时的两个“人”是有规定的，这些“人”称为起动和同步控制模块。在具体的车型配置中，介绍如下：

（1）在奔驰车型配置的FlexRay总线中，起动和同步控制模块由电子点火开关控制系统（Electronic Ignition System，EIS）、电控行驶平衡系统（Electronic Stability Program，ESP）、电子方向助力系统（Electronic Power Steering，EPS）等控制模块来承担；

（2）在宝马车型配置的FlexRay总线中，起动和同步控制模块由数字式发动机电子伺控系统（Digital Motor Electvonics，DME）、动态稳定控制系统（Dynamic Stability Control，DSC）、集成式底盘管理（Integrated Chassis Managtment，ICM）等控制模块承担。

在奔驰车型中，EIS和ESP或EIS和EPS对时正确地执行后，或在宝马车型中，DME和DSC或DME和ICM对时正确地执行后，整个网络才能开始正常工作。因此，每次打开点火开关（ON位），FlexRay都会有一个冷起动过程，即对时过程，大致需要500μs。

2）按事件确定的信息

FlexRay的动态段（循环数据传输的事件控制区域），是给按事件触发类型的信息使用的（与CAN很像），可以比作普通车厢。按事件触发的信息，采用仲裁逻辑，如果信息优先级高，则优先传送，当传完后，若还有剩余空间，则次优先级的信息也能加入，否则，次优先级的信息只能等第二趟FlexRay信息的到来，在FlexRay确定性时间触发与事件触发的数据传输过程中，动态段传输的有xyz…和abc…等信息。