FlexRay為實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的駕駛體驗(yàn)鋪平了道路
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時(shí)間：2013-11-07
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在X5的底盤(pán)和懸掛控制系統(tǒng)中采用FlexRay似乎是個(gè)良好的開(kāi)端。不過(guò)真正的用意在于為駕駛一族提供新一代的汽車(chē)控制總線(xiàn)，同時(shí)有助于獲取實(shí)際應(yīng)用中有關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行方面的更多信息。許多其他的汽車(chē)制造商也在期盼加快FlexRay總線(xiàn)的研發(fā)速度。
該總線(xiàn)的作用將會(huì)越來(lái)越突出。就像X5的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)一樣，F(xiàn)lexRay總線(xiàn)的部署將會(huì)從某幾個(gè)控制系統(tǒng)開(kāi)始來(lái)取代CAN(控制器區(qū)域總線(xiàn))總線(xiàn)。其他的FlexRay部署將能夠?qū)崿F(xiàn)一些CAN無(wú)法支持的新應(yīng)用。在此期間，F(xiàn)lexRay總線(xiàn)將會(huì)和迄今為止仍是最重要的汽車(chē)總線(xiàn)CAN一起并存。而LIN(本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn))總線(xiàn)將更適合于控制窗戶(hù)和其他一些簡(jiǎn)單的功能，在短期內(nèi)似乎也不會(huì)退出市場(chǎng)。
不過(guò)隨著汽車(chē)變得愈加復(fù)雜以及更多系統(tǒng)的加入，往CAN和LIN總線(xiàn)無(wú)法提供的更復(fù)雜的控制總線(xiàn)過(guò)渡是毫無(wú)疑問(wèn)的。
無(wú)論是對(duì)于安全還是性能，F(xiàn)lexRay很快就會(huì)顯示其重要性。最終，它將會(huì)成為所有安全和駕駛性能的主要通信通道。這一技術(shù)革新的優(yōu)點(diǎn)包括了降低制造成本和提高可靠性。
如果用更技術(shù)性的語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，那就是未來(lái)汽車(chē)需要FlexRay提供的較高帶寬(10 Mbits/s，而CAN的帶寬僅為1 Mbit/s)，而且其確定性協(xié)議能夠確保對(duì)關(guān)鍵任務(wù)的超快速響應(yīng)。
作為能夠支持汽車(chē)線(xiàn)控(線(xiàn)控駕駛，線(xiàn)控剎車(chē)等)的技術(shù)，F(xiàn)lexRay顯然能夠?qū)⑵?chē)性能提高到前所未有的水平。還有其他一些趨勢(shì)也推動(dòng)著它的普及，包括制造效率，安全法規(guī)以及消費(fèi)者對(duì)便利性需求的增加等。
出于這些原因，在FlexRay中設(shè)計(jì)了10-Mbit/s帶寬、內(nèi)置的容錯(cuò)功能、還有確定性的協(xié)議。汽車(chē)技術(shù)中的每一個(gè)進(jìn)展都是逐步演進(jìn)的。因此FlexRay也能夠適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-線(xiàn)性節(jié)點(diǎn)、無(wú)源星形、有源星形以及幾種模式的組合。由于它具有可升級(jí)性，因此能夠滿(mǎn)足未來(lái)幾十年可能出現(xiàn)的新技術(shù)挑戰(zhàn)。
演進(jìn)而非革命
汽車(chē)電子在定義駕駛體驗(yàn)中正起著越來(lái)越大的作用。從發(fā)動(dòng)機(jī)管理開(kāi)始，緊隨其后的是汽車(chē)音響。如今，包括傳動(dòng)系、車(chē)身、底盤(pán)、輔助駕駛系統(tǒng)以及主動(dòng)和被動(dòng)安全系統(tǒng)在內(nèi)的所有主要系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了電子控制。
早在90年代初，人們就已經(jīng)清楚地認(rèn)識(shí)到，將這些系統(tǒng)組網(wǎng)到一起實(shí)現(xiàn)相互交互具有許多優(yōu)點(diǎn)。CAN正是在那時(shí)推出的。
以前，每一個(gè)電子控制單元(ECU)都是一個(gè)獨(dú)立自治的功能單位。隨著ECU數(shù)量的不斷增加，以及電子控制系統(tǒng)所能提供的技術(shù)能力的增強(qiáng)，發(fā)展趨勢(shì)開(kāi)始從組網(wǎng)到一起的ECU轉(zhuǎn)向功能分散到多個(gè)ECU上實(shí)現(xiàn)的分布式系統(tǒng)。
但隨著系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，人們又認(rèn)識(shí)到車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)不僅要提供更快速的數(shù)據(jù)傳送，而且還必須提供確定性的和具備容錯(cuò)功能的通信鏈路。于是，唯一的發(fā)展之路就是先進(jìn)的分布式控制系統(tǒng)。
FlexRay的研發(fā)始于2000年由下述四家公司創(chuàng)立的一個(gè)行業(yè)聯(lián)盟，這四家公司分別是寶馬、戴姆勒克萊斯勒、恩智浦(當(dāng)時(shí)的飛利浦半導(dǎo)體 )和摩托羅拉SPS(即現(xiàn)在的飛思卡爾半導(dǎo)體公司)。在過(guò)去六年里，F(xiàn)lexRay聯(lián)盟又增加了120多家公司。
從芯片開(kāi)始應(yīng)用FlexRay
在汽車(chē)中用芯片實(shí)現(xiàn)最新的FlexRay 2.1協(xié)議要求具有頻率高達(dá)80MHz的32位微控制器的處理能力，這相當(dāng)于英特爾早期的奔騰微處理器的處理能力。
此外，芯片需要使用多層總線(xiàn)—這是早期奔騰微處理器都不具備。
還需記住的是，F(xiàn)lexRay還要在未來(lái)與其他的汽車(chē)總線(xiàn)共存一段時(shí)間，于是當(dāng)芯片用于網(wǎng)關(guān)設(shè)備時(shí)，它必須能夠整合三種不同類(lèi)型的通信控制器，即前面提到的FlexRay 2.1通信控制器，至少5個(gè)或6個(gè)CAN 2 控制器，以及多個(gè)LIN 2 主控制器。
FlexRay決非一個(gè)簡(jiǎn)單的協(xié)議。要成功實(shí)現(xiàn)這樣的芯片設(shè)計(jì)，必須對(duì)其所控制的系統(tǒng)、這些系統(tǒng)所用的設(shè)備和環(huán)境都有深入的理解。而單從芯片設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，也具有很高的復(fù)雜度。
在設(shè)計(jì)FlexRay控制器時(shí)，可用的架構(gòu)方案有可能不止一個(gè)，而且在實(shí)現(xiàn)每項(xiàng)功能時(shí)也有許多選擇。架構(gòu)和設(shè)計(jì)的變化組合可能有許多種-但能夠?qū)崿F(xiàn)最好性能并具有最低成本的只有一種。
芯片性能的關(guān)鍵是控制器-主機(jī)接口。精密集成為芯片設(shè)計(jì)師提供了全新設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，而無(wú)需再利用FlexRay獨(dú)立控制器芯片上提供的接口。
評(píng)論