FlexRay通訊協(xié)議是一種具備故障容錯的高速汽車總線系統(tǒng)，已經(jīng)成熟運用在BMW X5的電控減震和主控懸吊系統(tǒng)中。這里將喝大家一起來了解FlexRay協(xié)議及對應的解碼方案。

　　一、FlexRay總線介紹

　　FlexRay是一種高速可確定性的，具備故障容錯的汽車總線系統(tǒng)。如今大多數(shù)汽車中主要是通過CAN總線進行數(shù)據(jù)交換，新的x-by-wire系統(tǒng)設(shè)計思想的出現(xiàn)，也導致了車輛系統(tǒng)對信息傳送速度尤其是故障容錯與時間確定性的需求不斷增加。而FlexRay通過在確定的時間槽中傳遞信息，以及在兩個通道上的故障容錯和冗余信息的傳送，滿足了這些新增加的要求。

　　FlexRay的拓撲結(jié)構(gòu)可分為單信道和雙信道，包括單信道總線型、單信道星型、單信道混合型和雙信道可獨立選擇拓撲形式。如圖1所示為單信道總線型，圖2為雙信道拓撲形式。

　　圖1 單通道總線拓撲

　　圖2 雙通道總線拓撲

　　·FlexRay 在物理上通過兩條分開的總線通信，總數(shù)據(jù)速率可高達到20Mbit/秒；

　　·FlexRay具有可靠性特點，尤其其冗余通信能力可實現(xiàn)通過硬件完全復制網(wǎng)絡(luò)配置，并進行進度監(jiān)測；

　　·FlexRay可支持各種拓撲，如總線、星型和混合拓撲。

　　圖3 各個協(xié)議數(shù)據(jù)速率的比較

　　雖然FlexRay本身不能確保系統(tǒng)安全，但它可以支持以安全為導向的系統(tǒng)（如線控系統(tǒng)X-by-Wire）的設(shè)計。

　　圖4  FlexRay應用系統(tǒng)

　　二、FlexRay數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

　　一個數(shù)據(jù)幀由幀頭、有效數(shù)據(jù)段和幀尾三部分組成。如圖5所示：

　　圖5 FlexRay 數(shù)據(jù)幀

　　l幀頭

　　1、保留位(1 位)，為日后的擴展做準備；

　　2、負載段前言指示（1 位），指明幀的負載段的向量信息；

　　3、空幀指示（1 位），指明負載段的數(shù)據(jù)幀是否為零；

　　4、同步幀指示（1 位），指明這是一個同步幀；

　　5、起始幀指示（1 位），指明發(fā)送幀的節(jié)點是否為啟始幀；

　　6、幀 ID（11 位），指明在系統(tǒng)設(shè)計過程中分配到每個節(jié)點的 ID；

　　7、有效數(shù)據(jù)長度（7 位），指示有效數(shù)據(jù)的的長度；

　　8、頭部 CRC（11 位），表明同步幀指示器和起始幀指示器的CRC計算值；

　　9、周期（6 位）。指明在幀傳輸時間內(nèi)傳輸幀的節(jié)點的周期計數(shù)。

　　l有效數(shù)據(jù)部分

　　1、數(shù)據(jù)部分，在圖中分別以 data0、data1…表示；

　　2、信息ID；

　　3、網(wǎng)絡(luò)管理向量。

　　l幀尾部分

　　只含有單個的數(shù)據(jù)域，即CRC部分，包括幀頭CRC和數(shù)據(jù)幀的CRC。

　　四、ZLG致遠電子示波器FlexRay解碼方案

　　依托于ZDS4054 Plus示波器強大的運算平臺，免費標配FlexRay協(xié)議的解碼功能。既可以對512M全內(nèi)存的FlexRay數(shù)據(jù)進行解碼，又可以對車輛通訊信號監(jiān)測，每一幀數(shù)據(jù)的信息均可在事件表中進行查看，如下圖6所示：

　　圖6 Flexray總線解碼

　　對長時間監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行異常分析，可在示波器的縮放模式下使用雙ZOOM多窗口顯示的功能，對信號進行多窗口異常監(jiān)測和分析，可就某一個數(shù)據(jù)幀進行分析，也可對某一個上升沿的上升時間進行分析測量等，同時還可以實時觀測事件表中的數(shù)據(jù)變化，如下圖7所示。

　　圖7 Flexray細節(jié)分析