FlexRay正在前行

FlexRay与AUTOSAR  

“为将来做准备，必须按照AUTOSAR标准设计新的软件概念”，负责FlexRay基础软件开发的Dirk Gro?mann说。因为Vector Informatik公司是AUTOSAR协会的成员，所以该协会的成果和结论很快就在Vector的FlexRay开发中得到了实践，如图4所示。Vector的FlexRay接口和FlexRay driver已经符合AUTOSAR标准了，因而可以在今天不用依赖于以后特定的应用程序而开发这些组件，而且这些组件可以灵活地适合不同的车型和平台。FlexRay driver对通信控制器进行了抽象，而FlexRay接口提供了针对和FlexRay调度表无关的单个PDU（协议数据单元）的访问入口。 此外，Vector提供符合AUTOSAR标准的网络管理和传输协议实现。作为对AUTOSAR的补充，可以将XCP协议集成到FlexRay栈中。Gro?mann还谈到通过FlexRay进行flash编程的可能性：“一种方案是完全交换协议并且使用单独的调度表进行flash编程。”

Oliver Kitt在其演讲中更为深入地论述了使用XCP（由ASAM标准化的一种标定协议）标定ECU的话题。在Vector公司，他负责测量、标定和诊断工具CANape的硬件接口集成工作。XCP中的“X”表示不同的传输层，比如它可以表示XCP-on-CAN、XCP-on-Ethernet以及2006年2月发布的XCP-on-FlexRay等。这是一种单主/多从概念，可以非常高效地与ECU通信并且使用可变带宽进行测量和标定。可以将slave集成到FlexRay栈中，而由工具来提供对协议master功能的支持。在运行时刻根据需要为单个节点重新分配带宽。有必要使用一种增强版FlexRay driver来实现XCP-on-FlexRay的buffer重配置。这也展示出组件的灵活操作。



图4：符合AUTOSAR标准的FlexRay软件方案可灵活地适应不同的需求。该图展示了一种带有driver（相对于AUTOSAR进行了扩展并增加了XCP传输层和协议模块）的FlexRay栈。

FlexRay协议规范的编辑，在Freescale公司负责FlexRay相关工作的Mathias Rausch博士（工程学），阐述了buffer结构是如何影响整个系统的。Rausch详细描述了配置不同的静态或动态段时优化buffer存放的方法。另外，Freescale利用了FlexRay协议中没有详细规定控制器主机接口（CHI）、仅规定最低需求作为约束条件的实际情况。这给了半导体厂商提供特殊功能的自由。CHI的优化设计使随后的软件更容易构造。Rausch建议使用工具，因为“配置多达128个消息buffer时需要考虑很多参数”。

在Schedl博士的请求下，NXP半导体公司汽车商务领域创新和发展管理主管Patrick Heuts先生挑选出了更为经济的FlexRay组件。“除了收发器，我们也提供FlexRay控制器，它是完全集成在MCU中的，是一种单片机方案。相比较那种通常作为外围设备嵌入到MCU中的FlexRay控制器，这种完全集成的方案具有明显的优势。比如，消息buffer的数量和类型可以灵活配置。事实上，完全集成的FlexRay控制器工作起来更像一种具有一个或两个通道的DMA工具。NXP半导体公司的下一步计划是研究在片上集成收发器是否可以进一步降低系统的成本”。参考图5。



图5：NXP半导体公司提供了“MCU中心”解决方案，其优点是在MCU中完全集成了FlexRay控制器。

尽管宣称的目标之一是“降低成本”，FlexRay系统已经不再比相似的CAN架构贵多少了。因为需要增加必要的硅片，FlexRay的芯片成本要高于CAN。但是，BMW的内部研究表明，整个系统的成本是非常接近的，而且还获得了更高的性能和可扩充性以及更低的复杂度。

结论

FlexRay有很多潜力。BMW的试验性项目还仅仅是开始，它证明了FlexRay系统“一旦正确建立”就可以稳定地运行。强烈建议在不同的开发阶段选择通用工具，以便保持对众多不同需求的清晰的整体观。具有扩展检查系统的工具简化了开发者的工作并且从一开始就能帮助预防错误。由于FlexRay，很快就会出现大量的计算机通信应用软件。