在SoC中集成FlexRay網絡控制器的設計策略

• 時鐘和復位接口：容許時鐘門控和硬件復位控制或軟件復位；
• 主接口：簡單的讀寫外部接口；
• 中斷和選通接口：選擇中斷并通過軟件調試實現(xiàn)；
• FlexRay總線接口(通道A和B)：用于將FlexRay器件連接到FlexRay總線驅動器，在“FlexRay通信系統(tǒng)電氣物理層規(guī)范”中詳細說明；
• 系統(tǒng)存儲器接口：通過總線主接口(BMIF)連接到FlexRay控制器，這可以被直接連接到一個共享存儲器或一個外部存儲總線子系統(tǒng)。在兩種情況下，都需要滿足一定的反應時間。

優(yōu)化和配置核

• 參數：硬件參數讓集成商能夠定制設計以省略不用的硬件。對于FlexRay器件，可能有若干隨系統(tǒng)而定的參數，如總線和數據寬度及架構參數，包括消息緩沖器和有效載荷的最大數目。消息緩沖器(4到256個)的最大數目對CHI的面積和時鐘要求有很大影響，其頻率范圍從20到140 MHz。設計者可以選擇僅僅實現(xiàn)必需的消息緩沖器，以減輕針對成本、面積和功耗的設計優(yōu)化工作。
• 省電：當時分多址(TDMA)方案在每一個FlexRay信息包的第一部分指派專門的發(fā)送和接收時隙時，有大量的空閑時間，因此，如果相關的邏輯可被關閉，就可以省電。利用關閉發(fā)送和接收模塊、存儲器、通道邏輯等等的能力，可以進一步省電。時鐘門控應該采用專用的時鐘使能信號。

一致性和驗證

將FlexRay控制器集成到SoC設計中的用戶希望拿到的是完全經過驗證的、具有最高品質的、功能正常的硬件。測試設備(例如德國TüV Nord與Frauenhofer Gesellschaft兩公司合作開發(fā)的那種測試設備)在數據鏈路層為FlexRay器件提供協(xié)議一致性測試，如飛思卡爾的MFR4300，以確保正確的行為和互操作性。成功的一致性確保正確的FlexRay行為。然而，集成這種經測試硬件的用戶，需要驗證與該硬件的連通性以確保正確的通信。

集成測試基準提供測試，并按部就班地用實際功能硬件模型取代測試基準模型，從而使平滑集成成為可能，有助于確?！耙淮握_”的設計。一組自插集成測試基準包括：

• FlexRay簇通信
• 存儲仿真模型(DPRAM, SRAM, and ROM)
• 簡單總線驅動仿真模型
• 時鐘和復位控制
• 主總線功能模型
• 總線主接口(具有與DPRAM的接口)
• 若干監(jiān)測器、檢查器和Sniffers(嗅探器)

可交付使用的包

可交付使用的FlexRay核的(文件)包由與工藝無關的硬件描述語言文件(Verilog或VHDL)、綜合約束和時序例外、自查集成測試基準、及詳細的集成和編程指南構成。整個包經由與工具無關的打包環(huán)境最佳控制，以詳細說明和檢查硬件參數和約束設置；在任意仿真器上運行集成測試；容許生成綜合腳本；并提供前端流程以剔除為特定賣主做的綜合。

原形和軟件開發(fā)

有幾家公司提供基于不同主處理器的一體化FlexRay控制器評估系統(tǒng)?，F(xiàn)在也有能連接到任意主控制器系統(tǒng)的、配備簡單存儲器接口的單片F(xiàn)lexRay控制器。評估板與支持FlexRay的公司提供的開發(fā)軟件綁定在一起，使系統(tǒng)設計工程師能夠用不同賣家的節(jié)點修建FlexRay簇以增強硬件測試。

小結

隨著FlexRay開始進入實用，現(xiàn)在是汽車電子工程師計劃在其設計中添加FlexRay的時候了。FlexRay規(guī)范穩(wěn)定，標準組件已上市，采用FlexRay的第一輛汽車將很快上路，聯(lián)盟也已開始拓展未來的FlexRay應用。把FlexRay集成到汽車控制器之中，使其具有標準連通性將是未來許多設計的要求。

將來的FlexRay應用展現(xiàn)了“輕型”FlexRay開發(fā)的額外市場，去掉安全性要求高和同步的功能，能實現(xiàn)非常低成本的FlexRay控制器，成本上可與CAN媲美。這些單通道和簡化的主受控同步器件將與現(xiàn)有的FlexRay方案兼容。

Christian Lipsky是IPextreme公司的高級設計工程師，他成功地完成了幾個項目，內容包括RTL設計流程、系統(tǒng)級驗證和IP封裝。在加入IPextreme之前，Lipsky先生在Synopsys開始了他的設計工程師生涯，在那里他是藍牙基帶控制器IP核到ASIC/FPGA原形開發(fā)團隊的主要成員，在該職位上，他重點研究RTL設計、仿真、模塊驗證、系統(tǒng)級綜合和可測性設計。Lipsky先生擁有慕尼黑理工大學電氣工程和信息技術的工程學位。