車両バスシリーズ——FlexRay II

車両バスシリーズ——FlexRay II

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。

FlexRay II の概要

アクティブ セーフティ機能と運転支援機能には多くの利点がありますが、これらの機能、特にシャーシ システムに関連する電子機器に関連する安全上のリスクは無視できません。システムコンポーネントのたった 1 つの障害やエラーが重大な結果をもたらす可能性があります。Control-by-Wire システムの安全性を確保するには、システムのコンポーネントを最初から完璧にし、エラーを回避する努力を払う必要があります。

障害が避けられない場合は、システム全体の特定の機能を保護するためにフォールト トレランスを採用する必要があります。耐障害性を実現するには、障害箇所に実装する必要がある機能を補完する追加の方法が必要です。ここでは、情報の冗長性と構造的な冗長性を区別する必要があります。これらの原則は両方とも、データ通信の信頼性を確保する上で重要です。

情報の冗長性は、エラー検出やエラー訂正などのために有用な情報をメタ情報として追加することによって実現されます。一方、構造的冗長性は、通常は必要のないコンポーネントの拡張機能を追加することで実現され、通信関連コンポーネント (バス ノードなど) でエラーが発生した場合でも、システム仕様で定義された問題のないアプリケーション機能が維持されます。

アクティブ化の観点から、2 つの異なるタイプの冗長性を区別できます。静的冗長性は継続的にアクティブ化できますが、動的冗長性はエラーが発生した後にのみアクティブ化できます。分散型セーフティ クリティカル システムのリアルタイム機能には厳しい要件があるため、この分野の通信システムでは静的冗長性の原則のみが考慮されます。

安全上のリスクを最小限に抑えるために、特にワイヤー制御システムでは、通信チャネルのレイアウトも冗長になっており、同じ情報を 2 つの通信チャネルを通じて送信する必要があります。そうすることでのみ、チャネル障害が許容されるようになります。「構造的冗長性」図は、バス トポロジ通信システムのバス ノードと通信チャネルの冗長レイアウトを示しています。

一部の特定の物理トポロジも、通信システムのフォールト トレランスに影響を与えます。たとえば、システム設計者がアクティブ スター トポロジを使用することを決定した場合、障害が発生した通信ブランチからアクティブ スター カプラを切断することで、エラーの伝播を防ぐことができます。

電子システム間の相互接続はますます緊密になり、ますます多くの機械部品が電子部品に置き換えられ、自動車電子システムはますます複雑になり、その結果、テストとシステム統合にかかる時間とコストが増加します。構成可能性を備えたアーキテクチャは、上記の問題を軽減します。

コンポーザブル通信アーキテクチャにより、他の ECU やシステム全体の機能に影響を与えることなく、1 つの ECU の機能を変更できます。これは、新しいシステム コンポーネントを統合するときに、信頼性を確保するには個別のシステム コンポーネントのみをテストするだけで十分であるため、システム全体をテストする必要がないことを意味します。

スケジュールは、構成可能な通信アーキテクチャを実装するための前提条件です。構成可能な通信アーキテクチャには、多数の連続したタイム スロットが含まれており、各タイム スロットは単一のノードに割り当てられます。特定の電報は、開始点と終了点が明確に定義された各タイムスロットに割り当てられます。

通信スケジュールとそのシステム統合は、「システム統合」図で確認できます。ノードA、B、Cを備える通信システムは、通信スケジュールの基礎を形成する。図に示すように、システム統合時に、バスノードの製造業者が指定された通信スケジュールを遵守する限り、通信スケジュールで定義された通信シーケンスを正確に再現できます。

シャーシ システムに接続されたセーフティ クリティカルな運転支援機能では、通信システムの信頼性、安全性、リアルタイム パフォーマンスに非常に厳しい要件が課されるため、構成可能性を備えた通信システムが必要になります。その中核となる特性は、バス負荷に依存しない決定論的でフォールト トレラントなデータ通信を保証することです。

自動車分野で一般的な通信テクノロジである CAN は、この一連の厳しい要件を満たすことができません。CAN はイベント駆動型の通信方式であり、通信システム内のすべてのバス ノードがいつでもバスにアクセスできることを意味します。CAN で使用される調停ベースの衝突解決の問題は、通信フローが実行時まで決定できないことです。イベント駆動型の通信システムは非同期プロセスに迅速に応答できますが、これらのシステムは非決定的です。

イベント駆動型通信システムには厳密なスケジュールがないため、バス ノードの追加と削除は通信フローに影響を与えます。厳密に言えば、そのような変更にはシステム全体の完全な再検証が必要です。イベント駆動型の通信システムは構成可能ではありません。

冗長構造とメカニズムが欠如しているため、CAN 通信テクノロジーは耐障害性の高い要件を満たすことができず、量産で達成可能な最大データ転送速度は 500 kbit/s です。そのため、1990 年代に一部の OEM はすでに、極めて高いデータ伝送速度を達成できるフォールト トレランスを備えたタイム トリガー通信テクノロジの実験を行っていました。

しかし、OEM が得た研究結果と経験では、将来の自動車の安全性が重要なシステムの製造要件を満たすことができる通信技術は生み出されていません。そのため、BMW とダイムラークライスラーは 1999 年に、未来志向の標準化されたタイムトリガー型でフォールトトレラントな通信技術の標準化と開発に協力することに合意しました。この共同作業により、初めて FlexRay の要件仕様が作成されました。

FlexRay Alliance の設立は、FlexRay の成功の重要な理由です。FlexRay Alliance の指導の下、ダイムラークライスラーと BMW は 2000 年にモトローラおよびフィリップスとの協力を開始しました。

FlexRay Alliance は、各アライアンス メンバーがライセンス料を支払うことなく使用できる、OEM に依存しない、決定論的でフォールトトレラントな FlexRay 通信標準を開発することを目指しています。

安全性と時間が重要な自動車アプリケーションに重点を置いているため、FlexRay は 10 Mbit/s の高いデータ転送速度を備えており、自動車内のデータ バックボーンとして計画されています。

FlexRay Alliance は 2010 年に仕様のバージョン 3.0.1 をリリースし、それを ISO 標準である ISO 17458 として提出しました。ISO 17458 では、FlexRay プロトコルと物理層、および対応する適合性テストについて説明しています。契約の完全版は、次の ISO Web サイトから入手できます。

書き込みと共有は終わりです!

あなたも私も時間の力を信じられますように

長期主義者になりましょう!

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転載: blog.csdn.net/Soly_kun/article/details/131867771