恩智浦推出业内最完善的FIexRay产品组合
FlexRay
下一代的车载网络 - FlexRay富士通微电子（上海）有限公司2006年目录简介 2 FlexRay 的优势 3 FlexRay的应用 6 FlexRay节点运算7 FlexRay 帧和信号9 富士通微电子提供的FlexRay解决方案10 简介FlexRay车载网络标准已经成为同类产品的基准，将在未来很多年内，引导整个汽车电子产品控制结构的发展方向。
FlexRay是继CAN 和LIN之后的最新研发成果，可以有效管理多重安全和舒适功能：譬如，FlexRay适用于线控操作(X-by-Wire)。
本篇技术背景报告为我们大致介绍了FlexRay在车内网络中的应用，并描述了其网络协议，包括帧格式、拓朴、总线信号和节点状态转移。
报告中还对FlexRay和CAN进行了比较，最后还附加了有关FlexRay芯片的资料以及得益于富士通微电子美国公司的开发支持。
基于博世公司的许可，富士通已经推出了FlexRay初学者套件和FlexRay 控制器应用型标准产品（ASSP）。
FlexRay是戴姆勒克莱斯勒公司的注册商标。
FlexRay联盟（FlexRay Consortium）推进了FlexRay的标准化，使之成为了新一代汽车内部网络通讯协议。
富士通集团是FlexRay联盟的准成员，同时还是AUTOSAR(汽车开放系统架构组织)、JasPar(日本汽车软件平台和架构)的正式成员。
FlexRay的优势FlexRay关注的是当今汽车行业的一些核心需求，包括更快的数据速率，更灵活的数据通信，更全面的拓扑选择和容错运算。
因此，FlexRay可以为下一代的车内控制系统提供所需的速度和可靠性。
CAN网络最高性能极限为1Mbps。
而FlexRay两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps,总数据速率可达到20Mbit/秒，因此，应用在车载网络，FlexRay 的网络带宽可能是CAN的20倍之多。
图1-FlexRay 拓扑FlexRay还能够提供很多CAN网络所不具有的可靠性特点。
LIN总线与FlexRay总线
格式：
说明： • 每一个字节场的长度是10个位定时（Bit Time）； • 起始位（Start Bit）是一个‘显性’位，标志字节场的开始； • 8个数据位，从最低位开始发送； • 停止位（Stop Bit）是一个‘隐性’位，标志字节场的结束。
2 LIN总线
报文传输—报文帧
（2）报文头场（Header Fields） a) 同步间隔（Synchronisation Break）
3.FlexRay通信接收
FlexRay数据接收也是采用中断方式，FlexRay协议控制器采用“提 前搜索算法”来保证数据准时接收。
3 FlexRay总线
（四）FlexRay的应用领域
1.替代CAN总线 在数据速率要求超过CAN的应用场合。 2.骨干网络 FlexRay网络的拓扑结构非常灵活，且可与现有其他各种总线系统 兼容，有成为联系大量元器件主干网的先天优势。 3.实时应用，分布式控制系统 FlexRay的访问方式基于同步时基，该时基通过协议自动建立和同 步，这使得FlexRay具有严格实时要求的分布式控制系统的首选技术。 4.面向安全的系统 FlexRay使用循环冗余校验CRC来检验通信中的差错，如果出现意外， 星型支路可有选择的切断。因此FlexRay具有高容错性和可靠性。
车载网络技术
--LIN & FlexRay
主要内容
• 1 汽车总线技术
• 2 LIN总线 • 3 FlexRay总线
1 汽车总线技术
汽车总线是指汽车内部导线采用总线控制的一种 技术，通常叫汽车总线或汽车总线技术。随着电子 技术的迅速发展和在汽车上的广泛应用，汽车电子 化程度越来越高，逐渐形成了一个复杂的大系统。
3 FlexRay总线
高速车载网络FlexRay通信单元的设计与实现
高速车载网络FlexRay通信单元的设计与实现潘辉;王义【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(022)011【总页数】3页(P168-170)【作者】潘辉;王义【作者单位】【正文语种】中文随着现代汽车电子技术的迅速发展，汽车的功能不断增加，越来越多的电子系统被应用到汽车中，人们对汽车安全性能的要求也越来越高，尤其是汽车线控系统的增加，促进了汽车总线和网络技术的发展。
传统的车载网络系统如LIN、CAN等总线由于自身的缺点，在某些场合已经不能满足当代汽车对安全性以及大量多媒体数据交换的要求，因此，新一代车载网络系统FlexRay应运而生[1]。
FlexRay车载网络协议标准已经成为同类产品的基准，将在当前及未来很多年内，引领整个汽车电子产品控制结构的发展方向。
FlexRay是继LIN与CAN总线之后的最新研发成果，可以有效的管理多重安全和舒适功能；FlexRay面向的是众多的车内线控操作（X-by-wire），满足车内线控技术的要求，符合未来汽车电子系统发展的趋势。
FlexRay节点的核心是通信单元ECU（Electronic Control Unit），是接入车载网络中独立完成相应功能的控制单元。
本文以飞思卡尔公司的MC9S12XF系列单片机为核心，外加恩智浦（NXP）公司的主流总线驱动器TJA1080，介绍了FlexRay总线通信单元的硬件电路设计及软件程序设计流程。
由于MC9S12XF系列单片机集成了FlexRay通信控制模块，这样就大大简化了硬件电路的设计，提高了系统的可靠性。
FlexRay是一种用于汽车电子的具有高速、可确定性、故障容错能力的当代总线技术。
它不仅能简化车载通信系统的架构，而且还有助于汽车通信系统获得更高的稳定性和可靠性。
FlexRay总线与其它总线相比，具有以下优点：更高的数据传输速率，FlexRay具有两条通信数据总线，每一条总线的数据传输速率是10 Mbit/s，两条数据总线的最高速率可达20 Mbit/s，是传统CAN总线的20倍之多；更全面的拓扑选择，FlexRay可支持多种汽车网络拓扑结构，如星型、总线型和混合型，并且可以通过结合两种或多种拓扑结构类型来配置分布式系统；更灵活的数据通信，FlexRay不仅提供消息冗余和非冗余两种传输选择，而且用户还可以扩展网络系统，对系统进行调整；更准确的容错运算，FlexRay使用循环冗余校验（CRC）来检测通信中的差错，通过双通道通信来提供冗余功能[2]。
FlexRay通信协议中文版
一、FlexRay介绍FlexRay通讯协议运用于可靠的车内网络中，是一种具备故障容错的高速汽车总线系统。
它已经成为同类产品的基准，将在未来很多年内，引导汽车电子产品控制结构的发展方向。
FlexRay协议标准中定义了同步和异步帧传输，同步传输中保证帧的延迟和抖动，异步传输中有优先次序，还有多时钟同步，错误检测与避免，编码解码，物理层的总线监控设备等。
1.1汽车网络通信协议综述汽车网络通信协议在保证整个系统正常运行方面起着非常重要的作用。
它可以帮助解决系统很多问题，如数据共享、可扩展性、诊断接口等。
目前，应用于汽车领域的网络标准除了FlexRay还有很多，如CAN、LIN、J1850及MOST等。
CAN总线全称为“控制器局域网总线（Controller Area Network）”，是德国博世公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。
它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
CAN通信速率可达１Mbit/s，每帧的数据字节数为8个。
LIN（Local Interconnect Network，控制器局域网）总线是由LIN 协会发布的一种新型低成本串行通信总线，也称为经济型CAN网络。
LIN的目标是为现有汽车网络（例如CAN 总线）提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络，在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合比如智能传感器和制动装置之间的通信使用LIN总线可大大节省成本。
J1850总线是1994年由汽车工程师协会颁布的标准，之后普及运用于美国车厂的汽车中。
不过，虽然美国各厂多采用J1850标准，但是各厂的实际做法又不相同，因此相对其他标准来说比较混乱。
由于J1850总线通信速率低，只适合用于车身控制系统及诊断系统，目前在美国逐步被CAN 所取代。
MOST（Media Oriented System Transport，面向媒体的系统传输）总线是采用光纤并用于智能交通及多媒体的网络协议，能够支持24.8Mbps的数据速率，与以前的铜缆相比具有减轻重量和减小电磁干扰的优势。
FlexRay通信协议中文版
一、FlexRay介绍FlexRay通讯协议运用于可靠的车内网络中，是一种具备故障容错的高速汽车总线系统。
它已经成为同类产品的基准，将在未来很多年内，引导汽车电子产品控制结构的发展方向。
FlexRay协议标准中定义了同步和异步帧传输，同步传输中保证帧的延迟和抖动，异步传输中有优先次序，还有多时钟同步，错误检测与避免，编码解码，物理层的总线监控设备等。
1.1汽车网络通信协议综述汽车网络通信协议在保证整个系统正常运行方面起着非常重要的作用。
它可以帮助解决系统很多问题，如数据共享、可扩展性、诊断接口等。
目前，应用于汽车领域的网络标准除了FlexRay还有很多，如CAN、LIN、J1850及MOST等。
CAN总线全称为“控制器局域网总线（Controller Area Network）”，是德国博世公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议。
它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
CAN通信速率可达１Mbit/s，每帧的数据字节数为8个。
LIN（Local Interconnect Network，控制器局域网）总线是由LIN 协会发布的一种新型低成本串行通信总线，也称为经济型CAN网络。
LIN的目标是为现有汽车网络（例如CAN 总线）提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络，在不需要CAN 总线的带宽和多功能的场合比如智能传感器和制动装置之间的通信使用LIN总线可大大节省成本。
J1850总线是1994年由汽车工程师协会颁布的标准，之后普及运用于美国车厂的汽车中。
不过，虽然美国各厂多采用J1850标准，但是各厂的实际做法又不相同，因此相对其他标准来说比较混乱。
由于J1850总线通信速率低，只适合用于车身控制系统及诊断系统，目前在美国逐步被CAN 所取代。
MOST（Media Oriented System Transport，面向媒体的系统传输）总线是采用光纤并用于智能交通及多媒体的网络协议，能够支持24.8Mbps的数据速率，与以前的铜缆相比具有减轻重量和减小电磁干扰的优势。
FlexRay的发展历史
FlexRay的发展历史FlexRay网络产品诞生于20世纪90年代末，当时一些汽车制造商意识到现有网络系统，例如CAN，无法满足未来车载网络（IVN）的需求。
这些汽车制造商没有开发自己的解决方案，而是决定组成一个协会，推动FlexRay通信系统成为汽车应用领域高速通信网络的行业标准。
基于当时在CAN和LIN收发器领域的主导作用，恩智浦半导体（NXPSemiconductors，原飞利浦半导体）受邀成为FlexRay协会的核心合作伙伴之一，负责引领行业开发网络物理层。
制定新的FlexRay标准花费了数年时间，这导致多种过渡版FlexRay技术标准应运而生。
恩智浦担任物理层工作小组的领导工作，并作为协会指导委员会的成员监测协会的工作进展。
为让协会的其它成员能对FlexRay的应用进行系统研究，恩智浦开发了第一个硬件解决方案。
这款产品称为恩智浦FlexRayTJA1080收发器。
2006年底，恩智浦实现重要的里程碑，第一款采用FlexRay网络的车型投入量产:宝马X5，其主动式阻尼控制系统采用恩智浦的TJA1080收发器。
因此，FlexRay不再只处于开发阶段，同样也已进入量产阶段，并获得实际应用。
TJA1080–FlexRay的推动者作为世界上第一款采用FlexRay电气物理层的芯片，恩智浦的TJA1080证明了FlexRay的强大性能与灵活便捷。
这种关键设备可提供广泛的功能组合、卓越的EMC性能以及高效的ESD保护，有助于推动全新的先进通信系统进入目前和未来的车款。
TJA1080的主要功能•FlexRay网络中的数据传输速度高达10Mbit/s•支持FlexRay节点和有源星型结构功能•ECU低功耗管理•本地和远程唤醒功能•数据帧唤醒•通过两个专用控制输入实现模式控制•带有VIO输入的自适应I/O•兼容42V•温度范围：-40°C至+150°C•±8kVHBMESD保护•误差诊断和状态向量读数TJA1080投入量产以来，恩智浦从市场反馈和自身量产经验中获益良多。
FlexRay总线原理及应用
FlexRay总线原理及应用1 FlexRay总线介绍1.1 FlexRay产生及发展随着汽车中增强安全和舒适体验的功能越来越多，用于实现这些功能的传感器、传输装置、电子控制单元(ECU)的数量也在持续上升。
如今高端汽车有100多个ECU，如果不采用新架构，该数字可能还会增长，ECU操作和众多车用总线之间的协调配合日益复杂，严重阻碍线控技术（X-by-Wire，即利用重量轻、效率高、更简单且具有容错功能的电气/电子系统取代笨重的机械/液压部分）的发展。
即使可以解决复杂性问题，传统的车用总线也缺乏线控所必需的确定性和容错功能。
例如，与安全有关的信息传递要求绝对的实时，这类高优先级的信息必须在指定的时间内传输到位，如刹车，从刹车踏板踩下到刹车起作用的信息传递要求立即正确地传输不允许任何不确定因素。
同时，汽车网络中不断增加的通信总线传输数据量，要求通信总线有较高的带宽和数据传输率。
目前广泛应用的车载总线技术CAN、LIN等由于缺少同步性，确定性及容错性等并不能满足未来汽车应用的要求。
宝马和戴姆勒克莱斯勒很早就意识到了，传统的解决方案并不能满足汽车行业未来的需要，更不能满足汽车线控系统（X-by-Wire）的要求。
于是在2000年9月，宝马和戴姆勒克莱斯勒联合飞利浦和摩托罗拉成立了FlexRay联盟。
该联盟致力于推广FlexRay通信系统在全球的采用，使其成为高级动力总成、底盘、线控系统的标准协议。
其具体任务为制定FlexRay需求定义、开发FlexRay 协议、定义数据链路层、提供支持FlexRay的控制器、开发FlexRay物理层规范并实现基础解决方案。
1.2 FlexRay特点FlexRay提供了传统车内通信协议不具备的大量特性，包括：(1)高传输速率：FlexRay的每个信道具有10Mbps带宽。
由于它不仅可以像CAN和LIN网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行，因此可以达到20Mbps的最大传输速率，是当前CAN最高运行速率的20倍。
FlexRay总线通讯板广告通讯
FlexRay总线通讯板广告（一）FlexRay总线介绍简介FlexRay是一种高速高可靠性的双通道总线系统，它能够提供充足的带宽、实时响应能力、冗余传输和故障容错机制，以解决目前广泛使用的CAN、LIN等总线系统在传输能力和可靠性等方面不足的问题。
特性●高传输速率单个通道上的数据速率最大可达10Mbps，两个通道的总数据速率可达到20 Mbps。
●高实时性和总线负载率支持同步（实时）和异步数据传输,支持时间触发和事件触发传输机制。
采用时间触发方式，能在总线上获得无竞争、无延时的通讯模式，总线负载可达90%以上，可有效的利用介质的物理带宽。
事件触发方式，可以满足在通讯周期内出现的不同带宽需求和随机通讯要求。
●高可靠性数据帧提供24位CRC（循环冗余校验码），具备故障容限功能。
双通道冗余总线传输，可通过硬件完全复制网络配置，并进行进度监测，提高了容错能力，增强了系统可靠性。
●灵活的拓扑结构支持星型、总线型和混合型网络拓扑结构，在混合型拓扑结构中节点个数可达64个。
支持点对多点的多主机传输方式，在在主动星型节点之间总线距离可达22米。
典型总线对比应用首个FlexRay应用产品Adaptive Drive已在BMW公司X5运动型多功能轿车上投入使用。
日本WITZ和阳光技研与瑞萨科技等公司合作，试制了采用控制类车内LAN接口标准“FlexRay”的电动车。
在未来几年中，FlexRay以汽车线控操作(X-by-Wire)为起点，将逐步覆盖到各种车辆类型的车载网络中，并推广到其它通讯控制领域，成为车辆电子和工业控制的广泛应用标准。
（二）FlexRay产品简介FlexRay总线通讯接口板1）FlexRay - PCI通讯接口板实现FlexRay总线与PCI总线之间的数据交换。
支持最新的FlexRay v2.1版协议。
两路FlexRay通道，传输速率在500Kb/s～10Mb/s之间可选。
支持FlexRay双通道冗余通讯，支持分布式多主机局域网络配置。
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３ ０ Ｗ 的输 出功率 ，在 ３ ． ５ Ｇ Ｈ ｚ 和６ Ｇ Ｈ ｚ 频率 时的效
率 分别 为 ５ ５ ％和 ４ ４ ％。 Ｔ １ Ｇ ６ ０ ０ ３ ０ ２ ８ 一 Ｆ Ｌ提 供相 同的 性 能 ，并 且采 用 法 兰 封装 来 满 足 不 同 封装 的要 求 。 Ｔ ｎ Ｑ ｕ ｉ ｎ ｔ 新的３ ２ Ｖ的 Ｔ １ Ｇ ４ ０ ０ ３ ５ ３ ２ 一 Ｆ Ｓ和 法 兰 封 装 的Ｔ Ｉ Ｇ ４ ０ ０ ３ ５ ３ ２ 一 Ｆ Ｌ是 用 于 ｓ波 段 及 类 似 应 用 的 理 想选 择 。 （ 来 自Ｔ ｒ ｉ Ｑ ｕ ｉ ｎ ｔ ）
决方案提供了独特一体化的物理层和协议层测试的 测试方法以及有助于减少错误 的直接合成 的接收器
容 限测试 解 决方 案 。
的Ｆ ｌ ｅ ｘ Ｒ ａ ｙ 系列产品完全符合 Ｊ Ａ Ｓ Ｐ Ａ Ｒ和 Ｅ Ｐ Ｌ ３ ． ０ ． １
认 证 要求 ，有 望进 一 步 推 动 Ｆ ｌ ｅ ｘ Ｒ ａ ｙ 技 术 在 全球 汽
６ ０ 。选项功能 ， 因 而无 需 可 编 程 逻 辑 阵 列 ， 并 且 简 ８ ０ ２ ． １ １ ａ ｃ 网络中以相似功率水平进行传输的商业供 ／ 同时 ， 集成 式 充 电泵能 够免 除一 般 系 货功率放大器产品 ，通过扩大高数据速率范围来实 化 了控制 方 案 。 现最佳 系统性 能 。 统所 需 的三个 电解 电容器 。 （ 来自Ｉ Ｒ）
收发器 ， 采用紧凑型 Ｔ Ｓ Ｓ Ｏ Ｐ １ ４封 装 ， 而Ｔ Ｊ Ａ１ ０ ８ ５则 是 一 款 四路 Ｆ ｌ ｅ ｘ Ｒ ａ ｙ有 源 星 型 耦 合 器 ，采 用 具 有 ｗ ｅ ｔ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｌ ｆ ａ ｎ ｋ ｓ 的无 引脚 Ｈ Ｖ Ｑ Ｆ Ｎ ４ ４封 装 。两 种解 决
由Ｍ Ｈ Ｌ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｏ ｒ ｔ ｉ ｕ ｍ制定 的 Ｍ Ｈ Ｌ规范是用于将 移动电话和便捷设备连接至高清电视和其他家用娱