Fle Ray总线开发流程
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分布式时钟同步 容错性
FlexRay技术特点
FlexRay技术特点
调度表机制
FlexRay技术特点
111 1 1 11
7
11 6 8 8 8
RPNS S
Frame ID
Payloa d Length
Header CRC
Cycle Data Count 0
Data 1
Data 2
8 8 88
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
FlexRay概述
BMW新7系
FlexRay 以跨系统方式实现行驶动态管理系统和发动机管理系统的联网。 FlexRay网络共有12个节点（含一个网关） 通过网关跟车上其它总线（CAN\LIN\Most\Ethernet）系统进行通信
FlexRay
FlexRay概述
Audi A8 4.2 FSI
快速接收高达100%总线负载下的报文 很短的响应时间 (In-Cycle Response) 无缓冲区限制 (发送完整的总线调度表) ¾ 无需其它硬件即可测试非冷启动节点 (Operation as two startup/sync nodes) ¾ 接收空帧和“无效”帧 ¾ 监测网络启动和异步节点 ¾ 可与Vector的其它总线接口实现时间同步
BD : TJA1080(NXP)、AS8221(奥地利微电子)
FlexRay技术特点
节点构造：集成FlexRay功能的MCU + 总线驱动器BD
主要内容
FlexRay总线概述 FlexRay技术特点 FlexRay开发流程
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
Data n
CRC
CRC
CRC
5 bytes Header Segment
0…254 bytes Payload Segment
3 bytes Trailer Segment
数据帧组成 起始段 (Header Segment) 净荷段 (Payload Segment)
¾ 静态帧－静态段 ¾ 动态帧－动态段
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay 调度表
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
FlexRay联盟（2000年） FlexRay目标
FlexRay 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，以确保现在及未来 车内创新功能的联网
FlexRay已经成为汽车行业的事实标准
FlexRay概述
应用领域：
分布式控制系统
¾ 一域的特定值或外部触发器输出和输出进行触发 ¾ 配置位流干扰或操纵 ¾ 工作模式：正常模式，星耦合器，触发器
FRstress
Trigger Output
Trigger
Disturbance
... e. g. Frame ID ..00. 00111100001001011010100011 ... Trailer ...
图形化的配置界面
FlexRay开发流程
CANoe RT系统 – 低成本中型HIL平台
CANoe RT User PC
¾ CANoe GUI前端 ¾ 用于数据记录和分析测试结果的主机
CANoe RT Server
¾ 实时运行的服务器，用于：
残余总线和环境模拟 执行测试脚本
特点 确保CANoe的实时运行
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
Transceiver ¾ FlexRay TP ¾ FlexRay NM ¾ FlexRay Interface ¾ COM ¾ PDU Router
……
FlexRay开发流程
Vector – FlexRay FBL
¾ FlexRay协议栈 ¾ OEM 指定的下载流程 ¾ 可选安全等级 ¾ 数据解压 ¾ 多内存管理 ¾ FBL应用层 ¾ 可配置性（GENy）
基于 Freescale MFR内核
External MFR4x00 MC9S12XFR128 / MC9S12XF512 Power PC MPC55xx
基于 Xilinx FPGA内核
MicroBlaze
其他平台可定制
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
FRpiggy 1080Amag
FlexRay开发流程
FlexRay硬件接口
VN7600 - FlexRay/CAN接口卡
¾ MCU: Intel PXA270 (312 MHz) ¾ 2个FlexRay接口
FlexRay V2.1协议控制器: Bosch E-Ray 收发器: FRpiggy 1080Amag
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay开发流程
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
报文和总线事件的Trace窗口 数据窗口 图形窗口：信号时域响应曲线 报文统计和总线统计窗口 触发记录功能 过滤器 离线模式（回放记录文件） GUI界面 从数据库导入网络数据定义
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
¾ 确定的时间行为 ¾ 模型的同步执行
结束段 (Trailer Segment)
FlexRay技术特点
节点构造：单片机MCU + 独立通信控制器CC + 总线驱动器BD
CC：MFR4310(Freescale)、CIC-310(Infineon)、MB88121A(Fujitsu) 、 FPGA FlexRay IP Core(Xilinx)等
30个FlexRay节点 高级驾驶辅助系统
XCP-on-FlexRay at Audi
下一代豪华运动车的标定 XCP on FlexRay 大量测量数据需要传输
主要内容
FlexRay总线概述 FlexRay技术特点 FlexRay开发流程
FlexRay技术特点
FlexRay技术特点
网络拓扑结构灵活
¾ 总线型 ¾ 星型 ¾ 混合型
传输介质
¾ 双绞线 ¾ 光纤
双通道冗余/非冗余通信
¾ A通道 ¾ B通道
Star B
FlexRay技术特点
FlexRay技术特点
高通信速率
¾ 单通道2.5M、5M、10M
确定性
¾ 时间触发 ¾ “事件触发”
¾ 事件触发－报文不确定 ¾ 总线负载率－已经接近极限 ¾ 功能扩展、带宽储备、容错设计
为什么是FlexRay？
¾ TTCAN ¾ SAFEbus ¾ SPIDER ¾ TTP/C ¾ FlexRay
FlexRay概述
FlexRay背景
TTA（1982、Vienna）＋Byteflight（1996）
FlexRay开发流程
FlexRay硬件接口
VN3300: FlexRay – PCI接口 VN3600: FlexRay – USB接口
¾ MCU: Intel PXA270 (312 MHz) ¾ FlexRay V2.1协议控制器: Bosch E-Ray ¾ 收发器(FRpiggy 1080Amag) ¾ 强大的残余总线仿真能力：
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay开发流程
Vector – FlexRay通信协议栈
符合AUTOSAR标准
¾ FlexRay Driver ¾ FlexRay
¾ 3个独立的CAN接口 ¾ 用于二次开发的Driver Library ¾ 支持CANoe V7.0及更高版本
FRpiggy 1080Amag
FlexRay开发流程
FlexRay网络干扰仪 – FRstress
目标:
¾ 识别物理总线失效引起的网络/节点行为 ¾ 识别干扰和操纵FlexRay帧引起的网络/节点行为
FlexRay开发流程
多总线系统数据记录仪 – GL4000/4200
多总线系统记录仪
8路CAN 2路LIN 2路FlexRay 8路数字输入 8路数字输出 4路模拟输入
记录数据存储SD/SDHC 卡 或固态硬盘中
在CANoe、CANalyzer、 CANape中进行离线分析
高安全性要求的系统
¾ X-by-Wire(线控系统） ¾ 牵引及安全控制系统 ¾ 国防：地面设备
高传输速率要求的系统
¾ 车辆主干网 ¾ 国防：地面设备 ¾ 工业控制领域（正在讨论）
FlexRay概述
第一辆FlexRay量产车
BMW X5 4.8i 电子控制减震器系统 星形拓扑结构连接
和网络接口控制器配置
CAPL建模语言 完全总线仿真、残余总线仿真 网关功能：CAN、LIN、MOST和FlexRay等
FlexRay开发流程
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
FlexRay开发流程
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
FlexRay开发流程
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay 设计界面
定义网络 定义节点 定义报文 定义信号 定义映射关系
工程管理器 信号库
网络浏览器
状态显示窗口
……
FlexRay开发流程
Vector – FlexRay基础软件支持的硬件平台
基于BOSCH E-Ray内核
NEC V850/PH3 Phoenix FS Infineon Tricore 1797 External Infineon CIC310 (MLI/DMA) Texas Instrument TMS570
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay 总线 开发解决方案
电控系统开发 总体开发流程
2
主要内容
FlexRay总线概述 FlexRay技术特点 FlexRay开发流程
FlexRay概述
线控系统（X-by-Wire）
线控系统需要什么样的总线？
¾ 高速 ¾ 确定性－时间触发 ¾ 容错性
为什么不用 CAN总线？
FlexRay技术特点
FlexRay技术特点
调度表机制
FlexRay技术特点
111 1 1 11
7
11 6 8 8 8
RPNS S
Frame ID
Payloa d Length
Header CRC
Cycle Data Count 0
Data 1
Data 2
8 8 88
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
FlexRay概述
BMW新7系
FlexRay 以跨系统方式实现行驶动态管理系统和发动机管理系统的联网。 FlexRay网络共有12个节点（含一个网关） 通过网关跟车上其它总线（CAN\LIN\Most\Ethernet）系统进行通信
FlexRay
FlexRay概述
Audi A8 4.2 FSI
快速接收高达100%总线负载下的报文 很短的响应时间 (In-Cycle Response) 无缓冲区限制 (发送完整的总线调度表) ¾ 无需其它硬件即可测试非冷启动节点 (Operation as two startup/sync nodes) ¾ 接收空帧和“无效”帧 ¾ 监测网络启动和异步节点 ¾ 可与Vector的其它总线接口实现时间同步
BD : TJA1080(NXP)、AS8221(奥地利微电子)
FlexRay技术特点
节点构造：集成FlexRay功能的MCU + 总线驱动器BD
主要内容
FlexRay总线概述 FlexRay技术特点 FlexRay开发流程
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
Data n
CRC
CRC
CRC
5 bytes Header Segment
0…254 bytes Payload Segment
3 bytes Trailer Segment
数据帧组成 起始段 (Header Segment) 净荷段 (Payload Segment)
¾ 静态帧－静态段 ¾ 动态帧－动态段
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay 调度表
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
FlexRay联盟（2000年） FlexRay目标
FlexRay 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，以确保现在及未来 车内创新功能的联网
FlexRay已经成为汽车行业的事实标准
FlexRay概述
应用领域：
分布式控制系统
¾ 一域的特定值或外部触发器输出和输出进行触发 ¾ 配置位流干扰或操纵 ¾ 工作模式：正常模式，星耦合器，触发器
FRstress
Trigger Output
Trigger
Disturbance
... e. g. Frame ID ..00. 00111100001001011010100011 ... Trailer ...
图形化的配置界面
FlexRay开发流程
CANoe RT系统 – 低成本中型HIL平台
CANoe RT User PC
¾ CANoe GUI前端 ¾ 用于数据记录和分析测试结果的主机
CANoe RT Server
¾ 实时运行的服务器，用于：
残余总线和环境模拟 执行测试脚本
特点 确保CANoe的实时运行
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
Transceiver ¾ FlexRay TP ¾ FlexRay NM ¾ FlexRay Interface ¾ COM ¾ PDU Router
……
FlexRay开发流程
Vector – FlexRay FBL
¾ FlexRay协议栈 ¾ OEM 指定的下载流程 ¾ 可选安全等级 ¾ 数据解压 ¾ 多内存管理 ¾ FBL应用层 ¾ 可配置性（GENy）
基于 Freescale MFR内核
External MFR4x00 MC9S12XFR128 / MC9S12XF512 Power PC MPC55xx
基于 Xilinx FPGA内核
MicroBlaze
其他平台可定制
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
FRpiggy 1080Amag
FlexRay开发流程
FlexRay硬件接口
VN7600 - FlexRay/CAN接口卡
¾ MCU: Intel PXA270 (312 MHz) ¾ 2个FlexRay接口
FlexRay V2.1协议控制器: Bosch E-Ray 收发器: FRpiggy 1080Amag
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay开发流程
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
报文和总线事件的Trace窗口 数据窗口 图形窗口：信号时域响应曲线 报文统计和总线统计窗口 触发记录功能 过滤器 离线模式（回放记录文件） GUI界面 从数据库导入网络数据定义
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
¾ 确定的时间行为 ¾ 模型的同步执行
结束段 (Trailer Segment)
FlexRay技术特点
节点构造：单片机MCU + 独立通信控制器CC + 总线驱动器BD
CC：MFR4310(Freescale)、CIC-310(Infineon)、MB88121A(Fujitsu) 、 FPGA FlexRay IP Core(Xilinx)等
30个FlexRay节点 高级驾驶辅助系统
XCP-on-FlexRay at Audi
下一代豪华运动车的标定 XCP on FlexRay 大量测量数据需要传输
主要内容
FlexRay总线概述 FlexRay技术特点 FlexRay开发流程
FlexRay技术特点
FlexRay技术特点
网络拓扑结构灵活
¾ 总线型 ¾ 星型 ¾ 混合型
传输介质
¾ 双绞线 ¾ 光纤
双通道冗余/非冗余通信
¾ A通道 ¾ B通道
Star B
FlexRay技术特点
FlexRay技术特点
高通信速率
¾ 单通道2.5M、5M、10M
确定性
¾ 时间触发 ¾ “事件触发”
¾ 事件触发－报文不确定 ¾ 总线负载率－已经接近极限 ¾ 功能扩展、带宽储备、容错设计
为什么是FlexRay？
¾ TTCAN ¾ SAFEbus ¾ SPIDER ¾ TTP/C ¾ FlexRay
FlexRay概述
FlexRay背景
TTA（1982、Vienna）＋Byteflight（1996）
FlexRay开发流程
FlexRay硬件接口
VN3300: FlexRay – PCI接口 VN3600: FlexRay – USB接口
¾ MCU: Intel PXA270 (312 MHz) ¾ FlexRay V2.1协议控制器: Bosch E-Ray ¾ 收发器(FRpiggy 1080Amag) ¾ 强大的残余总线仿真能力：
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay开发流程
Vector – FlexRay通信协议栈
符合AUTOSAR标准
¾ FlexRay Driver ¾ FlexRay
¾ 3个独立的CAN接口 ¾ 用于二次开发的Driver Library ¾ 支持CANoe V7.0及更高版本
FRpiggy 1080Amag
FlexRay开发流程
FlexRay网络干扰仪 – FRstress
目标:
¾ 识别物理总线失效引起的网络/节点行为 ¾ 识别干扰和操纵FlexRay帧引起的网络/节点行为
FlexRay开发流程
多总线系统数据记录仪 – GL4000/4200
多总线系统记录仪
8路CAN 2路LIN 2路FlexRay 8路数字输入 8路数字输出 4路模拟输入
记录数据存储SD/SDHC 卡 或固态硬盘中
在CANoe、CANalyzer、 CANape中进行离线分析
高安全性要求的系统
¾ X-by-Wire(线控系统） ¾ 牵引及安全控制系统 ¾ 国防：地面设备
高传输速率要求的系统
¾ 车辆主干网 ¾ 国防：地面设备 ¾ 工业控制领域（正在讨论）
FlexRay概述
第一辆FlexRay量产车
BMW X5 4.8i 电子控制减震器系统 星形拓扑结构连接
和网络接口控制器配置
CAPL建模语言 完全总线仿真、残余总线仿真 网关功能：CAN、LIN、MOST和FlexRay等
FlexRay开发流程
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
FlexRay开发流程
CANoe.FlexRay – 节点测试、仿真和分析
FlexRay开发流程
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay开发流程
Network Designer FlexRay 设计界面
定义网络 定义节点 定义报文 定义信号 定义映射关系
工程管理器 信号库
网络浏览器
状态显示窗口
……
FlexRay开发流程
Vector – FlexRay基础软件支持的硬件平台
基于BOSCH E-Ray内核
NEC V850/PH3 Phoenix FS Infineon Tricore 1797 External Infineon CIC310 (MLI/DMA) Texas Instrument TMS570
CANoe.FlexRay CANape FRstress
GL4000\4200
OEM Supplier
CANoe.FlexRay
Validation Verification
CANoe.FlexRay FRstress
CANoe RT GL4000\4200
Embedded Software for FlexRay Flash Bootloader on FlexRay
FlexRay 总线 开发解决方案
电控系统开发 总体开发流程
2
主要内容
FlexRay总线概述 FlexRay技术特点 FlexRay开发流程
FlexRay概述
线控系统（X-by-Wire）
线控系统需要什么样的总线？
¾ 高速 ¾ 确定性－时间触发 ¾ 容错性
为什么不用 CAN总线？