车载Flex Ray网络管理策略的初步研究

　　网络管理的目标是保障网络可靠、有效地运行。在一般的计算机网络中，网络管理包含配置管理、性能管理及安全管理。车载网络是面向实时控制的一类网络，因此它采取的网络管理策略与计算机网络的管理策略有很大区别。本文旨在探讨0SEK/VDX NM标准在FlexRay总线协议中的应用。

　　1 FlexRay简介

　　F1exRay是高速串行通信的车载网络，它的带宽高、可靠性高、灵活、实时性强的特点，可以很好地满足现代车载控制系统的强实时需求。目前已成立的FlexRay联盟正在推广FlexRay标准，主要成员包括BMW、Daimler—Chrvsler、Freescale、Bosch和Philips等，在BMW X5上，FlexRay已有实际应用。

　　与事件触发的CAN网络不同，FlexRay是一种能够兼容事件触发的时间触发总线协议。它的介质访问方式为FTDMA(灵活的时分多路访问)。FTDMA不同于TDMA(时分多路访问)。TDMA静态地分配时间片(timeslot)，可能造成某些节点没有数据可发却占用了一定的时间片，造成资源浪费。

　　一个FlexRay循环包括静态数据段和动态数据段，如图1所示。两段可以同时出现，也可以只有其中一种。静态数据段被分成相等的静态时间片，每个节点最多分配16个时间片，每个时间片有唯一的标识符。动态数据段用于事件触发消息及诊断信息的传输，但时间和带宽是受限的。

　　2 OSEK/VDX车载网络管理

　　OSEK/VDX网络管理的主要任务是保证网络中各个ECU之间通信的可靠性和安全性。OSEK NM定义了直接网络管理和间接网络管理两种网络管理方法，同时定义了监测静态网络节点状态的规范，并提供控制网络管理组件接口程序。另外，在汽车应用中大多数网络是静态配置的，所以网络中的节点大多固定，具有一个独一无二的标识符，用OSEK NM对其进行管理是非常合适的，因此现在国外各大汽车制造厂商应用的几乎都是基于OSEKNM的管理算法。

　　通常在车辆环境下ECU有3种不同的工作模式：正常模式(normal operation)、低功耗模式(low Power)和睡眠模式(sleep)。网络管理要在整个通信系统范围内协调各个ECU节点工作状态的切换，以减少总线的负载及功率损耗。OSEK VDX定义的网络管理主要具备：网络配置功能(OSEK NM将网络配置区分为normal和1imphome两个级别)，状态管理功能(哪些节点在网络上处于活跃状态)和睡眠管理功能。

　　网络管理的各种功能最终需要网络协议来实现，0S—EK NM定义了网络管理协议数据单元(Network Man—agement Protocol Data Unit，NMPDU)。如图2所示，它包含了所有网络管理要求的消息。

　　3 OSEK/VDX的FlexRay网络管理协议