車両バスシリーズ - FlexRay 5
私はスリッパを履いた男で、上海で長年カーエレクトロニクスエンジニアをしています。
古いルールなので、気に入ったテキストを共有して、高い知識と低い文化を持ったエンジニアになることを避けてください。
誰もあなたをフォローしません。誰もあなたをフォローする必要もありません。自分の価値を認めなければなりません。他人の立場になって自分に逆らうことはできません。人生において最も恐ろしいことは、他人の目を自分の人生の唯一の基準にしてしまうことです。結局、私は他人が好むように生きることも、自分が望むように生きることもできませんでした。
劣等感やプライドを持たず、ありのままの自分を受け入れることによってのみ、私たちはより強い心を持ち、自分自身の核となる価値観を見つけることによってのみ、私たち自身の素晴らしい人生を生きることができます。
1. FlexRayの構造
物理伝送媒体は差動信号伝送を使用するのに対し、FlexRay コントローラーはバイナリ信号を使用するため、FlexRay コントローラーを物理伝送媒体に直接接続することはできません。したがって、物理バス インターフェイスである FlexRay トランシーバーが使用されます。
FlexRay トランシーバーは、FlexRay コントローラーから受信した論理信号フローを物理的な差動信号フローに変換できます。同時に、FlexRay トランシーバーは、FlexRay バスから受信した物理的な差動信号フローも論理信号フローに変換できます。
FlexRay トランシーバーは、FlexRay コントローラー インターフェイスであることに加えて、主に STBN (スタンバイ) および EN (イネーブル入力) 制御ラインに関連するホスト インターフェイスも備えています。ホスト コンピューターは、これら 2 つの制御ラインを通じて FlexRay トランシーバーを制御します。通常、スタンバイ、スリープ、または受信専用の 4 つの異なる状態を入力します。最後の 2 つの状態はオプションです。
FlexRay トランシーバーの主な特徴は、特に高い電磁両立性ですが、干渉抑制コイルを使用して放射をさらに低減するため、他の電子システムとの干渉が大幅に防止されます。
LC抑制回路の抑制コイルの抵抗値が高いため、この回路をFlexRayトランシーバーに使用すると、非対称回路によって発生する可能性のある干渉電流を抑制できます。さらに、分割終端されたカップリング コンデンサと干渉抑制コイルで構成されるローパス フィルタが高周波干渉を除去します。
インダクタンスの高いコイルはノイズを抑制する効果が高くなりますが、信号の完全性に対する漏れインダクタンスの影響を考慮する必要があります。EPL 仕様では、干渉抑制コイルのパラメータとして、ライン抵抗 <2Ω、インダクタンス >50μH、漏れインダクタンス <1μH が指定されています。
LC 回路には、結合コンデンサと結合した漏れインダクタンスが発振回路を形成し、FlexRay トランシーバの遷移中にバス信号のオーバーシュートを引き起こすという小さな欠点があります。
FlexRay は主に、安全性とタイミングが重要な自動車アプリケーションで使用されます。FlexRay クラスターで静的通信サイクルを使用し、タイムスロットを FlexRay ノードに割り当てることで、スムーズな確定的な通信フローが可能になります。ただし、障害のある FlexRay ノードは、割り当てられていないタイムスロットで不正な送信を行うことにより、この決定論的な通信を中断する可能性があります。バスガーディアンはこれを阻止します。
すべての FlexRay トランシーバーにはバス モニターが装備されています。バス ガーディアンは、通信スケジュールに準拠している場合にのみ、FlexRay トランシーバーが FlexRay コントローラーから受信したデータをバスに送信することを許可します。
バス ガーディアンの機能は、静的セグメントの通信に限定されます。動的通信セグメント内では、FlexRay ノードはイベントが発生した場合にのみメッセージを送信するため、そのような保護はありません。FlexRay ノードは、動的通信セグメントでの送信を完全に許可するか、送信を完全に禁止することのみが可能です。
バス ガーディアンは、FlexRay クラスタ内の通信スケジュールと時刻を知っている必要があります。理想的には、バス ガーディアンは、FlexRay コントローラーによって生成されたローカル タイム ベースに依存せず、FlexRay コントローラーとは独立して独自のタイム ベースを生成します。これは、バス ガーディアンが FlexRay ノードが自身のタイム スロットでのみデータを送信することを保証する唯一の方法です。この方法は、タイム スロット自体をチェックすることに加えて、FlexRay コントローラのクロック内のすべてのエラーも検出するためです。
しかしこれは、バス ガーディアンが FlexRay コントローラとほぼ同じ機能を装備する必要があることを意味し、同様の複雑性をもたらし、FlexRay 通信のコストが増加します。したがって、バス ガーディアンはタイムスロットの正確性を保証できますが、これまで実際のアプリケーションではローカル バス ガーディアンは使用されていませんでした。ローカル バス モニターの関連機能を定義する最も古い仕様はバージョン 2.0.9 ですが、これはまだ暫定仕様です。
バージョン 2.0.9 の中央バス ガーディアン仕様も暫定的なものであり、中央バス ガーディアンはまだ実装されていません。ここでの概念は、アクティブなスター ノードのバス ガーディアンに関するものです。通信サイクル中に、中央バス モニターに接続されている FlexRay ノードが送信権を持っている場合、中央バス モニターは通信ブランチをアクティブにし、信号の競合を防ぎます。
FlexRay バス スケジューラ
FlexRay クラスタでは、FlexRay ノードは TDMA と FTDMA (Flexible Time Division Multiple Access、フレキシブル時分割多元接続) の 2 つの方法で通信媒体にアクセスできます。その中核には TDMA が含まれます。
TDMA は通信スケジュールに基づいています。通信スケジューリングテーブルは、複数の等しい長さの静的スロット（静的スロット）で構成され、各静的スロットは FlexRay ノードに割り当てられます。通信中、FlexRay ノードはこのスケジュールに従って通信媒体 (バス) にアクセスできます。最初の静的タイムスロットから最後の静的タイムスロットまで、各静的タイムスロットに対応する FlexRay ノードは、このタイムスロットでバスへの排他的アクセスを取得し、静的タイムスロットに割り当てられたメッセージを送信できます。
通信中、すべての FlexRay ノードは定期的に通信スケジュールを実行します。したがって、すべての静的メッセージは指定された期間内に送信されます。通信スケジュールは通信期間のみ、より正確には FlexRay の通信期間のみを定義します。
非同期プロセスや散発的なメッセージ送信の場合、TDMA アプローチは理想的なソリューションではありません。したがって、FlexRay クラスターでは、動的セグメント (動的セグメント) を通じて通信サイクルを延長することを選択できます。動的セグメント内のメッセージは、固定スケジュールに基づくだけでなく、イベント駆動型である必要もあります。
通信サイクルは、静的セグメントと動的セグメントの組み合わせで構成されます。通信サイクルに動的メッセージ送信が追加されますが、動的セグメントの時間長は固定であるため、静的セグメントでも確定的なデータ送信を維持できます。
