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FlexRay通信機制

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通信周期是 FlexRay 的基本通信單元[6~7,19]。每個通信周期包括四個時間層,如圖 2-9 所示。通信周期由靜態段(Static Segment)、動態段(Dynamic Segment)、信號段(Symbol Window)和空閑段(Network Idle Time)組成。靜態段由連續的靜態時隙(Static Slot)組成。動態段由連續的微時隙(Minslot)組成。靜態時隙和微時隙分別由 Macrotick 組成。Microtick 是最小的時間單位,組成 Macrotick。

FlexRay 的通信是在循環的周期中進行的,一個通信周期始終由靜態段和空閑段組成,動態段和信號段是可選項。除了通信控制器處於喚醒狀態外,一個通信周期的持續時間是固定的。周期的計數值在 0 到 63 之間。

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一、靜態段

  靜態段基於時分多址(TDMA)技術。該技術將固定靜態時隙分配給網內各個節點,在這個靜態時隙內,允許節點傳輸數據。每個節點包括兩個時隙計數器分配給兩個信道,兩個計數器在每個靜態時隙結束時同時增加。所有靜態時隙大小相同,並且是從“1”開始向上編號。將一個或者一個以上的靜態時隙固定分配給每個節點。在運行期間,該靜態時隙的分配不能修改。

二、動態段

  采用微時隙[6,19]來訪問動態部分內的通信信道。只要動態時隙分配給了節點,與大小都相同、始終用於傳輸的靜態時隙相反,動態部分就只能在需要時才進行傳輸。因此,動態部分的可用帶寬是動態分配的。如果幀 ID 與時隙號對應,有待發消息的節點就會進行傳輸。如果沒有節點傳輸,則所有節點就會等候,等待的時間長度正是微時隙的長度,然後所有節點的時隙計數器也會增加。在時隙計數器增加以後,所有節點都將檢查該時隙號是否與將發出的消息對應。如果兩者匹配,該節點將發送消息。所有其它節點接受這條消息,並且一直等到它們完全接收了這條消息後再增加時隙讀數。這一過程將會持續,直至動態部分結束。動態段也包括兩個時隙計數器分別分配給兩個信道,與靜態時隙計數器同時變化不同,它們變化是各自獨立的。如果動態時隙對應的分配節點沒有消息傳輸,那麽這個動態時隙的長度為一個微時隙,反之如果有消息傳輸則包括多個微時隙,動態時隙的數目由傳輸消息的大小決定。因而如果在一個周期中,沒有或者只有少數節點發送消息,在動態部分的結尾將達到更高的時隙號。如果有大量節點進行發送,則到達的時隙號就比較低。因此,擁有較高編碼的(即優先權較低)發送消息的節點可能在一個周期中傳輸,而不在另一個周期中傳輸,具體取決於在其之前在動態部分已經由多少個節點進行了消息傳輸。要確定消息已經傳輸,用戶必須在靜態部分發送該消息,或者必須在動態部分對其分配較低信息 ID(即有限權較高)。

三、信號段

  用於傳輸信號,主要包括三類:沖突避免檢測信號 CAS、媒質訪問檢測信號MTS、喚醒信號 WUS。信號段的長度在系統初始化階段配置為固定的值。

四、空閑段

  在這個段不做任何數據或者信號的傳輸,但會做時鐘糾正的處理,其長度為一個周期除了靜態段、動態段、信號段剩余的時間。

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