量子框架的FlexRay時鐘同步功能建模

如圖6所示，節(jié)點首先對兩個模塊進行初始化；當接收到主機配置指令后，進行內(nèi)部功能配置；完成后進入節(jié)點啟動狀態(tài)，最后轉換到運行狀態(tài)。如果在運行狀態(tài)接收到主機的外部修正值時，則活動對象發(fā)送vExternRate―control和vExternOffsetControl兩個變量到CSP模塊，用于節(jié)點內(nèi)部時鐘修正。
3．3．2 內(nèi)部時鐘控制活動對象
此活動對象包含CSS、CSP和MTG三個功能模塊，是時鐘同步機制的主要組成部分。這里考慮作為從冷啟動節(jié)點的時鐘同步過程，所以采取使用其他主冷啟動節(jié)點的同步化參數(shù)參來啟動，調(diào)整內(nèi)部時鐘，從而實現(xiàn)系統(tǒng)中各個節(jié)點間的時鐘同步，如圖7所示。

上電后，活動對象處于默認狀態(tài)。當接收到主機集群啟動指令后，進入等待啟動狀態(tài)并建立CSS實例和對測量偏差的變量初始化；在接收兩個啟動幀后，節(jié)點啟動內(nèi)部時鐘。當接收到其他冷啟動節(jié)點的時鐘信息同步幀后，采集節(jié)點間時間偏差，采用容錯算法計算出頻率和相位的修正值并發(fā)送給MTG模塊，從而完成與主冷啟動節(jié)點的時鐘同步。
3．3．3 總線接口控制活動對象
此活動對象是FlexRay內(nèi)核與外部總線的接口，完成對發(fā)送數(shù)據(jù)信息的編碼發(fā)送和對接收數(shù)據(jù)的解碼及識別?？紤]到靜態(tài)段采用TMDA方式進行傳輸，且時鐘同步采用接收數(shù)據(jù)幀的方式，這里只根據(jù)數(shù)據(jù)幀的接收及解碼過程建立有限狀態(tài)模型，如圖8所示。

圖8中，活動對象在接收到相應信號的空閑標志信號cE Start后，開始對數(shù)據(jù)幀進行解碼，依次對數(shù)據(jù)幀的起始標志和幀頭段進行解碼；然后是靜態(tài)段以及周期內(nèi)其他部分的解碼。通過檢查數(shù)據(jù)幀、符號時序和語法來判斷當前接收數(shù)據(jù)的有效性。
3．4 活動對象交互
在節(jié)點集群啟動過程中，分解的活動對象彼此之間要發(fā)生信息交互，如圖9所示。

節(jié)點通過通信接口控制對象啟動內(nèi)部模塊，并發(fā)出集群啟動的指令(attempt integration)，等待接收主冷啟動節(jié)點發(fā)出的啟動幀。首先，總線接口控制對象接收到第一個有效偶數(shù)啟動幀(valid even startup frame)后，通知內(nèi)部時鐘控制對象集群啟動；當接收下一個有效奇數(shù)啟動幀(valid odd startup frame)，并把當前啟動的狀態(tài)信息發(fā)送給其他的兩個對象，在兩通道完成同步幀的接收后，內(nèi)部時鐘模塊調(diào)用內(nèi)部宏單元計算頻率和相位偏差，修正內(nèi)部時鐘使之和主冷啟動節(jié)點同步，從而實現(xiàn)時鐘同步，并把結果SyncCalcResult發(fā)送到協(xié)議控制器，后者根據(jù)結果來決定當前節(jié)點的工作狀態(tài)。

4 軟件結構
應用量子框架編寫應用程序主要有3步：聲明觸發(fā)信號和事件；定義活動對象(任務)；初始化量子框架并開始運行活動對象?；窘Y構如下：

5 結 論
FlexRay是一種支持多種網(wǎng)絡拓撲結構，高速可靠，尤其適用于汽車環(huán)境下的總線。其協(xié)議旨在應用于需要高通信帶寬和決定性容錯數(shù)據(jù)傳輸能力的底盤控制、車身和動力總成等場合，有很好的發(fā)展前景；而量子框架則提供了基于有限狀態(tài)機的實現(xiàn)技術，能方便地將狀態(tài)圖轉化成系統(tǒng)的程序代碼。