汽車電子行業(yè)的FlexRay解碼實測分析

　　FlexRay通訊協(xié)議是一種具備故障容錯的高速汽車總線系統(tǒng)，已經成熟運用在BMW X5的電控減震和主控懸吊系統(tǒng)中。這里將喝大家一起來了解FlexRay協(xié)議及對應的解碼方案。

　　一、FlexRay總線介紹

　　FlexRay是一種高速可確定性的，具備故障容錯的汽車總線系統(tǒng)。如今大多數(shù)汽車中主要是通過CAN總線進行數(shù)據(jù)交換，新的x-by-wire系統(tǒng)設計思想的出現(xiàn)，也導致了車輛系統(tǒng)對信息傳送速度尤其是故障容錯與時間確定性的需求不斷增加。而FlexRay通過在確定的時間槽中傳遞信息，以及在兩個通道上的故障容錯和冗余信息的傳送，滿足了這些新增加的要求。

　　FlexRay的拓撲結構可分為單信道和雙信道，包括單信道總線型、單信道星型、單信道混合型和雙信道可獨立選擇拓撲形式。如圖1所示為單信道總線型，圖2為雙信道拓撲形式。

　　圖1 單通道總線拓撲

　　圖2 雙通道總線拓撲

　　·FlexRay 在物理上通過兩條分開的總線通信，總數(shù)據(jù)速率可高達到20Mbit/秒;

　　·FlexRay具有可靠性特點，尤其其冗余通信能力可實現(xiàn)通過硬件完全復制網(wǎng)絡配置，并進行進度監(jiān)測;

　　·FlexRay可支持各種拓撲，如總線、星型和混合拓撲。

　　圖3 各個協(xié)議數(shù)據(jù)速率的比較

　　雖然FlexRay本身不能確保系統(tǒng)安全，但它可以支持以安全為導向的系統(tǒng)(如線控系統(tǒng)X-by-Wire)的設計。

　　圖4 FlexRay應用系統(tǒng)

　　二、FlexRay數(shù)據(jù)幀結構

　　一個數(shù)據(jù)幀由幀頭、有效數(shù)據(jù)段和幀尾三部分組成。如圖5所示：

　　圖5 FlexRay 數(shù)據(jù)幀

　　l幀頭

　　1、保留位(1 位)，為日后的擴展做準備;

　　2、負載段前言指示(1 位)，指明幀的負載段的向量信息;

　　3、空幀指示(1 位)，指明負載段的數(shù)據(jù)幀是否為零;

　　4、同步幀指示(1 位)，指明這是一個同步幀;

　　5、起始幀指示(1 位)，指明發(fā)送幀的節(jié)點是否為啟始幀;

　　6、幀 ID(11 位)，指明在系統(tǒng)設計過程中分配到每個節(jié)點的 ID;

　　7、有效數(shù)據(jù)長度(7 位)，指示有效數(shù)據(jù)的的長度;

　　8、頭部 CRC(11 位)，表明同步幀指示器和起始幀指示器的CRC計算值;

　　9、周期(6 位)。指明在幀傳輸時間內傳輸幀的節(jié)點的周期計數(shù)。

　　有效數(shù)據(jù)部分

　　1、數(shù)據(jù)部分，在圖中分別以 data0、data1…表示;

　　2、信息ID;

　　3、網(wǎng)絡管理向量。

　　幀尾部分

　　只含有單個的數(shù)據(jù)域，即CRC部分，包括幀頭CRC和數(shù)據(jù)幀的CRC。

　　四、ZLG致遠電子示波器FlexRay解碼方案

　　依托于ZDS4054 Plus示波器強大的運算平臺，免費標配FlexRay協(xié)議的解碼功能。既可以對512M全內存的FlexRay數(shù)據(jù)進行解碼，又可以對車輛通訊信號監(jiān)測，每一幀數(shù)據(jù)的信息均可在事件表中進行查看，如下圖6所示：

　　圖6 Flexray總線解碼

　　對長時間監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行異常分析，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對信號進行多窗口異常監(jiān)測和分析，可就某一個數(shù)據(jù)幀進行分析，也可對某一個上升沿的上升時間進行分析測量等，同時還可以實時觀測事件表中的數(shù)據(jù)變化，如下圖7所示。

　　圖7 Flexray細節(jié)分析