FlexRay

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

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

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

  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

Ссылки

В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску).
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. (11 апреля 2012)

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.