汽车flexray总线
FlexRay总线调研报告
FlexRay总线调研报告汽车电子已成为汽车行业的一个重要市场。
汽车电子行业最大的热点就是网络化错误!未找到引用源。
如今的汽车，已然是一个移动式的信息装置，通过车内网络系统，可以接收、发送并处理大量的数据，对某些状况做出必要的反应。
未来汽车的发展趋势必然是自动化程度越来越高，使汽车更安全、更可靠、更舒适，这意味着在车内使用更多的传感器、传动装置及电子控制单元，这也将对车载网络提出更高的要求。
针对未来汽车车载网络的发展要求，FlexRay应运而生。
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等。
FlexRay的出现，弥补了既有总线协议应用在汽车线控系统或者同安全相关的系统时容错性和传输速率太低的不足，并将逐步取代CAN总线成为新一代的汽车总线错误!未找到引用源。
1FlexRay总线介绍1.1车载网络概述现代科技推动了汽车网络技术的不断发展，早在20世纪80年代国际上众多知名汽车公司就积极致力于汽车网络技术的研究及应用，迄今为止，已有多种网络标准。
1994年，SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C等3类。
A类为面向传感器∕执行器控制的低速网络，B类为面向数据共享的中速网络，C类为面向高速、实时闭环控制的多路传输网络错误!未找到引用源。
另外它还保留了D类网的定义，这类网络主要是面向车内的娱乐设备的信息传输。
四种汽车网络标准总结如错误!未找到引用源。
所示。
表1汽车网络标准A类网络主要面向传感器、执行器控制，是低速网络。
在该类网络中对实时性要求不高，且不需要诊断功能，数据速率一般在1~10Kbps，主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。
目前A类网络协议主要有TTP/A(Time-Triggered Protocol)、LIN(Local Interconnect Network)等协议。
B类网络主要面向独立模块间的数据共享，是中速网络，该类网络适用于对实时性要求不高的通信场合，数据速率一般在10~100Kbps，主要应用于电子车辆信心中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，以减少冗余的传感器和其他电子部件。
《汽车网络控制系统检修》模块五 FlexRay 总线系统图文模板图文模板
2．FlexRay总线的基本原理
FlexRay总线的基本工作方式与使用至今的数据总线系统 （CAN总线、LIN总线和MOST总线 ） 不同。FlexRay总线的基本工作方式用索道做比喻就很恰当： 索道的站点就像总线用户，即 信息发送和接收器 （控制单元）；索道的吊车就像数据帧，而乘客就是信息。
CAN总线与FlexRay总线的异同如下表5-1所示。
2．有效数据段
有效数据段由以下三个部分组成： ① 数据：可以是0-254字节或者说0-127个字，在图中分别以data0、data1、……表示。 ② 信息ID：使用负载段的前两个字节进行定义，可以在接收方作为可过滤数据使用。 ③ 网络管理矢量(NWVector)：该矢量长度必须为0～10个字节，并和所有节点相同。
（3）网络空闲时间 网络空闲时间就是网络静止时间，如下图所示。
1．高带宽
2．确定性
3．容错性
4．灵活性
四、FlexRay总线的拓扑结构 Flex星形混合式。 双通道总线式拓扑结构如下图所示。
双通道星形拓扑结构如下图所示。
单、双通道联级星形拓扑结构如下图所示。 单、双通道混合型拓扑结构如下图所示。
五、FlexRay控制单元的结构及原理构
FlexRay是一种用于汽车的高速、可确定性的，具备故障容错能力的总线技术，它将事件触 发和时间触发两种方式相结合，具有高效的网络利用率和系统灵活性的特点，可以作为新一代汽 车内部网络的主干网络。
FlexRay是一种新型通信系统，目标是在电气与机械电子组件之间实现可靠、实时、高效的 数据传输（如下图所示），以确保满足未来新的汽车网络技术的需要。
二、FlexRay的数据传输速率
如下图所示，FlexRay的最大数据传输速率为每通道10Mbit/s，明显高于以前在车身和动力 传动系统/底盘方面所用的数据总线。
通信协议标准FlexRay总线的功能安全性详解
通信协议标准FlexRay总线的功能安全性详解在汽车中采用电子系统已经有几十年的历史，它们使汽车安全、节能与环保方面的性能有大幅度的提高。
随着研究的深入，许多系统需要共享和交换信息，为了节省线缆，就形成了依赖于通信的分布式嵌入系统。
目前，世界上90%的都采用基于CAN总线的系统。
FlexRay是下一代通信协议事实上的标准，它的功能安全性如何是至关重要的。
1 IEC61508功能安全的要求目前车控系统正在向线控技术（xbywire）过渡，例如线控转向与线控刹车。
线控系统最终目标是取消机械后备，因为取消这些后备可以降低成本，增强设计的灵活性，扩大适用范围，为以后新添功能创造条件。
但是取消机械后备就对电子系统的可信赖性（dependability）要求大为提高。
车是一个运动的物体，处于运动的环境之中，它因故障可能伤及自身及别人。
取消机械后备，就将电子系统由今天的故障静默（failsilent）要求提升到故障仍工作（failoperational）的要求。
国际上对工业应用的功能安全要求已制定了标准IEC61508，它主要关心被控设备及其控制系统的安全。
虽然它也适用于汽车，但汽车不仅有上述功能安全问题，而且要关心由于功能变化造成的整车系统安全，所以汽车业内正在制定相应的标准ISO26262。
汽车的功能安全等级分为4级，要求最高的是 ASILD，相应的失效概率＜10-8/h，它相当于IEC61508的SIL3。
根据实践经验，分配给通信的失效概率＜10-10/h。
有关这方面的介绍可参见参考文献。
现在安全攸关的应用系统的范围有所扩大，以前不算在内的一些系统现在都要算了。
例如安全预先动作系统（presafe）中座椅调整子系统、刹车辅助系统中的灯光控制子系统、碰撞后telematic自动呼叫求援的子系统，都将视为安全攸关系统。
1.1 引起系统安全风险的通信故障通信故障有5种表现形式，第1种是造成值域的错误。
第2种是造成时域的错误，这是工业不同于民用的部分。
(完整word版)FlexRay总线知识
FlexRay新一代车载总线，具备高传输速率、硬实时、安全性和灵活性的特点。
采用周期通信的方式，一个通信周期可以划分为静态部分、动态部分、特征窗和网络空闲时间4个部分。
静态部分和动态部分用来传输总线数据，即FlexRay报文。
特征窗用来发送唤醒特征符和媒介访问检测特征符。
网络空闲时间用来实现分布式的时钟同步和节点参数的初始化。
（2）通信调度灵活性。
FlexRay总线在一个通信周期采用了两种接入时序：静态部分采用时分多址（TDMA）的接入时序，动态部分采用柔性时分多址（FTDMA）的接入时序。
静态部分将通信时间划分为多个等时长的静态时隙，不同帧ID的静态帧在相应ID的时隙内发送，实现了报文发送的确定性。
动态部分将通信时间划分为多个等时长的微时隙，不同帧ID的动态帧在相应ID的动态时隙内发送。
一个动态时隙可以占用一个或多个微时隙，动态帧的发送时间并不确定，根据动态部分的负载情况可能延后发送，甚至延后到下一周期。
FlexRay总线协议适用于分布式控制网络，在通信调度表的实现和时钟同步方面均采用了分布式的控制方式，即网络中不存在Master或Slave节点。
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。
FlexRay具有高速、可靠及安全的特点. FlexRay在物理上通过两条分开的总线通信，每一条的数据速率是10MBit/s。
FlexRay还能够提供很多网络所不具有的可靠性特点。
尤其是FlexRay具备的冗余通信能力可实现通过硬件完全复制网络配置，并进行进度监测。
FlexRay同时提供灵活的配置，可支持各种拓扑，如总线、星型和混合拓扑。
FlexRay本身不能确保系统安全，但它具备大量功能，可以支持以安全为导向的系统（如线控系统）的设计。
FlexRay导线控制应用的例子包括：线控操作转向：典型的是使用电子控制单元。
FlexRay汽车总线浅析（下）
FlexRay汽车总线浅析（下）作者：暂无来源：《汽车维修与保养》 2018年第6期(接2018年第4期)(6)FlexRay总线终端电阻在汽车网络系统中，为了避免信息传到终端反射回来，对正在传输的信息造成干扰和影响，CAN总线联网系统一般在传输终端设置终端电阻器(图13)，FlexRay总线也不例外，其终端也设置了终端电阻，终端电阻器的阻值由数据传输速率和导线长度决定。
如果一个总线驱动器BD上仅连接一个控制模块，则在总线和控制模块的接口各设置一个终端电阻。
如果控制模块上的接口不是物理终止节点，每个总线路径两端的组件则以终端电阻终止(图14)。
二、 FlexRay总线拓扑1.线性总线拓扑结构线性拓扑结构在CAN总线中使用比较广泛，在FlexRay总线中，线性拓扑结构仅适用于电气数据传输。
线性拓扑结构中所有控制单元(SG1……SG3)都通过铜芯双绞线连接。
相同的信息在两根导线上传输，但其电压电平不同，所传输的差动信号对干扰不敏感。
图15(可选择冗余信道；可延用当前的物理层)、16为FlexRay总线型拓扑结构图。
2.星形总线拓扑结构在星形总线拓扑结构中，控制单元(SG2……SG5)分别通过一个独立的导线与中央主控控制单元(SG1)连接。
星形拓扑结构既适合于电气数据传输，也适合于光学数据传输。
使用星型拓扑可解决容错问题，如果出现意外情况，星型的支路可以有选择地切断。
如果无源总线线缆长度超过规定限制，星型拓扑还可以用作复制器。
图17(可选择冗余信道；点对点形式的物理连接)、18为FlexRay星型拓扑结构图。
3.混合型总线拓扑结构在混合总线拓扑结构中一个总线系统内可使用不同的拓扑结构，比如，一部分采用线性结构，另一部分则采用星形结构。
图19、20为混合型拓扑结构图。
三、 FlexRay总线的故障诊断与检测1.FlexRay总线故障成因( 1 ) 电源故障。
如果汽车电源系统提供的工作电压低于FlexRay总线节点(控制模块)的正常工作电压, 节点(ECU/Node)可能短暂地停止工作, 从而造成整个车载网络系统暂时无法通信。
FlexRay总线系统的检测与修复
模块六 FlexRay总线系统的检测与修复
学习目标
1．掌握FlexRay总线的应用领域及其组成、结构； 2．掌握FlexRay总线工作原理； 3．掌握FlexRay数据总线电压和波形的检测方法； 4．掌握FlexRay总线的故障处理与检测的方法； 5．能够绘制FlexRay总线拓扑图； 6．能够识别并描述宝马、奥迪车系FlexRay总线部件的安装位置及 作用； 7．能用万用表对FlexRay数据总线进行测量并进行分析； 8．能用示波器测量FlexRay总线数据波形并进行分析； 9．能用诊断仪对FlexRay总线进行诊断。
图6-3 FlexRay总线节点组成
模块六 FlexRay总线系统的检测与修复
如图6-4所示，FlexRay总线节点控制部分包括一个主处理器Host （Microcontroller）和一个通信控制器CC（Communication Controller）。节点主机（Host）是一个节点中执行应用程序的微控制 器。CC提供与数据电路和与Host的电气接口，将数据电路上的字符拆卸 为串行比特流，或者将数据电路上的串行比特流装配成字符。通信控制 器是在一个FlexRay的节点中完成通信协议功能的部件。
使用星形拓扑可解决容错问题，因为如果出现意外情况，星形的支 路可以有选择的切断。如果无源总线线缆长度超过规定限制，星形拓扑 还可以用作复制器。
模块六 FlexRay总线系统的检测与修复
3）混合型拓扑结构 混合总线拓扑结构如图6-13、图6-14所示。一个总线系统内使用不 同的拓扑结构，总线系统的一部分采用总线型结构，另一部分为星形结 构，只要级联的每一个子网不超过节点数等限制，可以使用两种结构混 合的网络拓扑结构。
模块六 FlexRay总线系统的检测与修复
基于FlexRay总线的汽车线控制动系统仿真研究
Internal Combustion Engine &Parts1背景随着汽车电子技术的发展，汽车运输设备不仅收集和控制信息，而且还处理语音和图像、无线网络、远程控制和自动驾驶。
因此，在技术上对于汽车行驶网络的需求越来越大，所以现在推出了对于汽车线控制动系统的研究。
最早的时候，线控技术主要应用于航空领域，即飞机的自动飞行，一开始还没有人想过汽车的自动驾驶技术，觉得很难实现，因为地上的交通情况可比天上的复杂得多，地面上的汽车的数量众多，并且还有行人、红绿灯等各种各样的因素，需要考虑的因素很多，内里的技术结构十分复杂。
然而随着科技的进步，汽车的线控制动系统的研究逐渐步入正轨。
FlexRay 技术的诞生得益于此，下文主要展开对此技术的介绍以及特点应用等分析。
2FlexRay 通讯特点及拓扑FlexRay 是单词Flex （灵活）以及Ray （鳐鱼）的组合，FlexRay 技术的诞生顺应了时代的发展，满足了未来对于车内互联网的更高的要求，为车内互联网提供了更高的数据传输率，并且有实现实时功能，还可以确保车内人员的安全，安全性能极高。
2.1FlexRay 通讯特点FlexRay 和CAN 同为串行通信总线。
拓扑结构：CAN 总线一般为线型结构，所有节点并联在总线上。
当一个节点损坏时，其他节点依然能正常工作。
但当总线一处出现短路时，整个总线便无法工作。
FlexRay 总线是TDMA 类型的，跟CAN 总线的仲裁机制不一样：①CAN 总线上任何一个节点在下一时刻都可能会发送message 到总线上，此时会冲突，为了解决冲突，CAN 总线使用仲裁机制，哪个节点的ID 小，哪个节点使用总线。
②FlexRay 总线是一种分时系统。
有两种发送方式：1）静态：TDMA （time division multiple access ），是分给各个节点一个或者多个时间槽，各个节点只有在自己的时间槽内才能传输message ，也就是说时间槽和节点的ID 是对应的，通过时间槽确定是哪个节点发送的message ；2）动态：FTDMA ，总线上有小的时间槽，如果小时间槽计数器与ID 的一致则节点可以发送message ，之后小时间槽计数器+1；总线空闲的话，小时间槽计数器也会+1。
汽车三大总线CAN,LIN,Flexray的特点
汽车三大总线CAN,LIN,Flexray的特点随着新能源汽车列入国家加快培育和发展的七大战略性新兴产业，汽车的智能化、数字网络化、节能化成了汽车发展的大方向。
汽车总线是实现数字网络化的基础，本文将和大家聊聊当今汽车三大总线，CAN、LIN、Flexray。
今天，社会进入了信息网络时代，人们希望汽车不仅仅是一种代步工具，更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸，在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样，可以打电话、上网、娱乐、工作。
功能的增多也使得汽车上的电子装置数量急剧增加，各种汽车总线也应运而生。
我们最熟悉的汽车总线是CAN，对于LIN和Flexray大家或许还有点陌生。
那么接下来，就为大家介绍一下这三种汽车总线。
一、汽车总线的诞生汽车总线的诞生离不开汽车电子的发展。
汽车电子化的程度也被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
传统的汽车电子大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然会形成庞大的布线系统。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点可达1500个，而且该数字大约每10年就将增加1倍。
这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用空间之间的矛盾。
无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都不能适应现代汽车的发展。
另外，为了满足各电子系统的实时性要求，须对汽车公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息)实行共享，而每个控制单元对实时性的要求又各不相同。
因此，传统的电气网络已无法适应现代汽车电子系统的发展，于是新型汽车总线技术便应运而生。
二、CAN总线CAN总线又称作汽车总线，全称为“控制器局域网(Controller Area Network)”，是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。
它将各个单一的控制单元以某种形式(多为星形)连接起来，形成一个完整的系统。
CAN总线最早是德国Bosch公司为解。