FlexRay通信机制

Posted 2021-02-12 jiangyibo

通信周期是 FlexRay 的基本通信单元[6~7,19]。每个通信周期包括四个时间层，如图 2-9 所示。通信周期由静态段（Static Segment）、动态段（Dynamic Segment）、信号段（Symbol Window）和空闲段（Network Idle Time）组成。静态段由连续的静态时隙（Static Slot）组成。动态段由连续的微时隙（Minslot）组成。静态时隙和微时隙分别由 Macrotick 组成。Microtick 是最小的时间单位，组成 Macrotick。

FlexRay 的通信是在循环的周期中进行的，一个通信周期始终由静态段和空闲段组成，动态段和信号段是可选项。除了通信控制器处于唤醒状态外，一个通信周期的持续时间是固定的。周期的计数值在 0 到 63 之间。

 

一、静态段

　　静态段基于时分多址（TDMA）技术。该技术将固定静态时隙分配给网内各个节点，在这个静态时隙内，允许节点传输数据。每个节点包括两个时隙计数器分配给两个信道，两个计数器在每个静态时隙结束时同时增加。所有静态时隙大小相同，并且是从“1”开始向上编号。将一个或者一个以上的静态时隙固定分配给每个节点。在运行期间，该静态时隙的分配不能修改。

 

二、动态段

　　采用微时隙[6,19]来访问动态部分内的通信信道。只要动态时隙分配给了节点，与大小都相同、始终用于传输的静态时隙相反，动态部分就只能在需要时才进行传输。因此，动态部分的可用带宽是动态分配的。如果帧 ID 与时隙号对应，有待发消息的节点就会进行传输。如果没有节点传输，则所有节点就会等候，等待的时间长度正是微时隙的长度，然后所有节点的时隙计数器也会增加。在时隙计数器增加以后，所有节点都将检查该时隙号是否与将发出的消息对应。如果两者匹配，该节点将发送消息。所有其它节点接受这条消息，并且一直等到它们完全接收了这条消息后再增加时隙读数。这一过程将会持续，直至动态部分结束。动态段也包括两个时隙计数器分别分配给两个信道，与静态时隙计数器同时变化不同，它们变化是各自独立的。如果动态时隙对应的分配节点没有消息传输，那么这个动态时隙的长度为一个微时隙，反之如果有消息传输则包括多个微时隙，动态时隙的数目由传输消息的大小决定。因而如果在一个周期中，没有或者只有少数节点发送消息，在动态部分的结尾将达到更高的时隙号。如果有大量节点进行发送，则到达的时隙号就比较低。因此，拥有较高编码的（即优先权较低）发送消息的节点可能在一个周期中传输，而不在另一个周期中传输，具体取决于在其之前在动态部分已经由多少个节点进行了消息传输。要确定消息已经传输，用户必须在静态部分发送该消息，或者必须在动态部分对其分配较低信息 ID（即有限权较高）。

 

三、信号段

　　用于传输信号，主要包括三类：冲突避免检测信号 CAS、媒质访问检测信号MTS、唤醒信号 WUS。信号段的长度在系统初始化阶段配置为固定的值。

四、空闲段

　　在这个段不做任何数据或者信号的传输，但会做时钟纠正的处理，其长度为一个周期除了静态段、动态段、信号段剩余的时间。