FlexRay

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 2 июня 2023 года; проверки требует 1 правка.
Перейти к навигации Перейти к поиску

FlexRay (ФлексРэй) — высокоскоростной сетевой протокол для автомобилей, разработанный мировым консорциумом FlexRay, основоположником которого является компания NXP совместно с BMW, Daimler, Bosch, General Motors и Volkswagen. Пропускная способность протокола достигает 10 Мбит/с. Первые спецификации были опубликованы в 2004 году.[1] Консорциум FlexRay распался в 2009 году, но стандарты были приняты как ISO с номерами от 17458-1 до 17458-5.

Поддерживаются топологии звезда (активная звезда, двойная звезда[1]) и шина, возможно использование 2 независимых физических каналов передачи данных для повышения надежности. Шина FlexRay работает во временном цикле из двух сегментов: статического и динамического. Статический сегмент разделен на участки для отдельных типов обменов, предоставляя гарантии реального времени. Динамический сегмент работает по аналогии с шиной CAN, где участники обмена могут захватывать контроль над шиной при её доступности.

Применение

[править | править код]

Шина позиционируется для систем электромеханического управления (Drive-by-wire, Steer-by-wire — электронное рулевое управление, Brake-by-wire -электронное управление тормозами)[2].

Первые автомобили с FlexRay появились в конце 2006 года (BMW X5). Среди автомобилей с FlexRay:

  • Audi A4 (2017), A6 C7, A7, A8 D4, Q7 (2015-), TT Mk3 (2014-), R8 (2015-)
  • Bentley Flying Spur (2013), Mulsanne
  • BMW X5 (начиная с 2007[3][4]), 1-Series, 3-Series, 5 Series (F10), 5 Series Gran Turismo, 7-Series
  • Lamborghini Huracán
  • Mercedes-Benz S-Class (W222, C217), E-Class (W212) с 2013, C-Class (W205)
  • Rolls-Royce Ghost
  • Land Rover
  • Volvo XC90 (2015-)
  • Jeep Commander 2022

К 2010 году NXP поставила 2 миллиона микросхем FlexRay[1].

Принцип работы

[править | править код]

Система FlexRay состоит из шины и нескольких ЭБУ (англ. ECU). Каждый ЭБУ имеет независимую схему генерации синхросигнала, но дрейф частоты не может превышать 0,15 % от референсного значения. При такой точности возможна отправка приблизительно 300 бит без пересинхронизации. Синхронизация генераторов происходит периодически, в статическом сегменте.

В каждый момент времени лишь один ЭБУ отправляет сигнал в шину, используя дифференциальный код NRZI. Каждый отправляемый бит транслируется на протяжении 8 тактов, приемник получает 8 отсчетов, но определяет значения бита по последним 5 из них (через функцию мажоритарной системы).

Обмены производятся в составе фреймов. Фрейм состоит из байтов , обрамленными служебными битами по схеме[1]:

  • Сигнал начала передачи — Transmission Start Signal (TSS) — бит 0
  • Сигнал начала фрейма — Frame Start Signal (FSS) — бит 1
  • затем m раз повторяется:
    • Сигнал начала байта 0 — Byte Start Signal 0 (BSS0) — бит 1
    • Сигнал начала байта 1 — Byte Start Signal 1 (BSS1) — бит 0
    • 0-й бит i-го байта
    • 1-й бит i-го байта
    • 2-й бит i-го байта
    • 3-й бит i-го байта
    • 4-й бит i-го байта
    • 5-й бит i-го байта
    • 6-й бит i-го байта
    • 7-й бит i-го байта
  • Сигнал завершения фрейма — Frame End Signal (FES) — бит 0
  • Сигнал завершения передачи — Transmission End Signal (TES) — бит 1

Шина удерживается в состоянии 1 (высокого напряжения), когда не используется. Переход шины в состояние 0 сигнализирует участникам о начале передачи. Признаком полного сообщения является получение BSS0 (1) или FES (0). Для передачи 1 байта используется 80 тактов шины: 16 для BSS0/1 и 64 для самих данных. Формат фрейма позволяет передавать до 254 байтов и предусматривает использование раздельных CRC-сумм для заголовка (11 бит) и данных (24 бита)[1].

FlexRay предоставляет большие скорости, чем традиционная шина CAN; также он защищает поле длины фрейма в отличие от CAN[1]. Шина FlexRay имеет некоторые недостатки: низкие уровни напряжений и асимметрия, что ограничивает длину шины. Для задач, требующих большей пропускной способности и не относящихся к функциям безопасности, более вероятно использование шин группы Ethernet[5], при условии использования расширений «time triggered» и коммутаторов для исключения коллизий[1].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 The FlexRay Protocol Архивная копия от 7 июня 2016 на Wayback Machine, Philip Koopman, 2015, CarnegieMellon (англ.)
  2. ↑ Олег Татарников, Умные автомобили Архивная копия от 21 августа 2017 на Wayback Machine / КомпьютерПресс 11’2007
  3. ↑ Шина FlexRay в тормозных системах BMW. Дата обращения: 21 августа 2017. Архивировано из оригинала 21 августа 2017 года.
  4. ↑ Сеть Flexray на BMW X5 модификации 2007 г. Дата обращения: 21 августа 2017. Архивировано из оригинала 21 августа 2017 года.
  5. ↑ Beyond FlexRay: BMW airs Ethernet plans Архивная копия от 21 августа 2017 на Wayback Machine. EEtimes, 2010 (англ.)

См. также

[править | править код]

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=FlexRay&oldid=140047681