基于FlexRay協(xié)議的媒體接入控制的設計

　　當前廣泛應用的車載總線技術（如CAN、VAN、LIN等總線） 由于缺少確定性、同步性及容錯機制等并不能滿足要求，F(xiàn)lexRay聯(lián)盟推進了FlexRay的標準化，使之成為了新一代汽車內部網(wǎng)絡通信協(xié)議。 FlexRay關注的是當今汽車行業(yè)的一些核心需求，包括更快的數(shù)據(jù)速率、更靈活的數(shù)據(jù)通信、更全面的拓撲選擇和容錯運算。

　　FlexRay總線中的每個接入端稱為節(jié)點。節(jié)點主要由電源供給系統(tǒng)（Power Supply）、總線驅動器（Bus Driver）、固化有FlexRay通信協(xié)議的通信控制器（Communication Controller） 及主機（Host）4個部分組成。通信控制器是通信節(jié)點的核心器件。它主要的功能有媒體接入控制、時鐘同步、編解碼、協(xié)議操作控制等。媒體接入控制功能是通信控制器的核心功能，解決數(shù)據(jù)進入FlexRay通信控制器的方式，為通信控制器的編解碼功能做好時間準備以及數(shù)據(jù)準備。

　　本文提出一種FlexRay通信控制器媒體接入控制的設計方法。該方法直接訪問內存，大大縮短了獲取配置的時間；設計更加精簡，能夠保證通信的穩(wěn)定性。

　　1 媒體接入控制的設計

　　本文提出的基于內存方式實現(xiàn)媒體接入控制的方法包括以下步驟：首先，媒體接入控制模塊的所有子模塊在統(tǒng)一時鐘域下工作，用戶把與媒體接入控制相關的配置信息寫入內存；然后，媒體接入控制的各個子模塊直接從內存中讀取該信息。媒體接入控制原理圖如圖1所示。

　　時鐘產(chǎn)生模塊根據(jù)用戶的配置信息，對控制器晶振產(chǎn)生的最小時鐘節(jié)拍按照協(xié)議規(guī)定形成系統(tǒng)所需要的時鐘周期；控制模塊根據(jù)用戶配置的信息將時鐘周期進一步劃分為4個獨立的段，即靜態(tài)段、動態(tài)段、符號窗口、網(wǎng)絡空閑段；計時器模塊根據(jù)用戶配置信息實現(xiàn)計時功能，用來記錄媒體接入控制所需要的時間。

　　圖1　媒體接入控制原理圖

　　1.1 時鐘產(chǎn)生模塊

　　時鐘產(chǎn)生模塊實現(xiàn)媒體接入控制所需要的時鐘周期，為編解碼功能做好時間準備，同時把該信息傳遞給控制模塊。該模塊首先從內存中讀取所需配置信息，主要有 gMacroPerCycle、gdStaticSlot、pMicroPerCycle。時鐘產(chǎn)生模塊根據(jù)這些配置信息進行初始化操作，然后等待晶振的最小時鐘節(jié)拍（vMicrotick）。當最小時鐘節(jié)拍大于等于pMicroPerCycle/（gMacroPerCycle-1）時，該模塊產(chǎn)生周期。

　　時鐘產(chǎn)生模塊處理流程如圖2所示。

　　圖2　時鐘產(chǎn)生模塊處理流程

　　1.2 控制模塊

　　控制模塊主要為FlexRay通信控制器的媒體接入控制功能提供所需的時隙劃分，主要有靜態(tài)段（static segment）、動態(tài)段（dynamic segment）、符號窗口（symbol window）、網(wǎng)絡空閑段（network idle time）。