A7flexray总线图

2010年款奥迪A8中的FlexRay总线系统
刘春晖;张文
【期刊名称】《汽车电器》
【年(卷),期】2013(000)007
【摘要】1 FlexRay总线的特征和基本原理 2010年款奥迪A8由奥迪公司位于巴登符腾堡州的内卡苏姆工厂生产，于2010年10月上市，其采用了一个新的总线系统，即FlexRay总线。

FlexRay代表的含义：Flex的德语意义为Flexibilitat （灵活），Ray的德文意义为Rochen（FlexRay联盟标志中的鳐鱼），其标志如图1所示。

采用FlexRay总线是为了满足将来对汽车控制单元联网结构更高的要求，特别是为了实现更快的数据传输率、更强的实时控制和更高的容错运算。

【总页数】3页(P50-52)
【作者】刘春晖;张文
【作者单位】山东华宇职业技术学院,山东德州 253034;山东华宇职业技术学院,山东德州 253034
【正文语种】中文
【中图分类】U463.6
【相关文献】
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奔驰FlexRay总线技术特点及故障实例剖析(上)
刘勤中
【期刊名称】《汽车维修技师》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】FlexRay是一种用于汽车网络通信的高速、实时、分布式总线系统,由富士通、宝马、戴姆勒-克莱斯勒、福特、大众等知名企业共同研发而成,它的词源是“flexible”(灵活的)和“ray”(光线),意为灵活的光线,象征着其高度灵活的通信能力。

它在汽车电子领域中主要应用于安全系统、驾驶员辅助系统、传输系统和智能化座舱等方面。

FlexRay采用了双线冗余方式进行数据传输,每条线都有自己的发送器和接收器,同时还提供了极低的时延和灵活的带宽分配机制。

此外,FlexRay协议中还支持多种数据类型和丰富的拓扑结构,既可以作为总线系统使用,也可以作为星形或树形网络结构使用。

【总页数】4页(P34-37)
【作者】刘勤中
【作者单位】郑州
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
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总线原理及应用1 总线介绍1.1 产生及发展随着汽车中增强安全和舒适体验的功能越来越多，用于实现这些功能的传感器、传输装置、电子控制单元()的数量也在持续上升。

如今高端汽车有100多个，如果不采用新架构，该数字可能还会增长，操作和众多车用总线之间的协调配合日益复杂，严重阻碍线控技术（，即利用重量轻、效率高、更简单且具有容错功能的电气/电子系统取代笨重的机械/液压部分）的发展。

即使可以解决复杂性问题，传统的车用总线也缺乏线控所必需的确定性和容错功能。

例如，与安全有关的信息传递要求绝对的实时，这类高优先级的信息必须在指定的时间内传输到位，如刹车，从刹车踏板踩下到刹车起作用的信息传递要求立即正确地传输不允许任何不确定因素。

同时，汽车网络中不断增加的通信总线传输数据量，要求通信总线有较高的带宽和数据传输率。

目前广泛应用的车载总线技术、等由于缺少同步性，确定性及容错性等并不能满足未来汽车应用的要求。

宝马和戴姆勒克莱斯勒很早就意识到了，传统的解决方案并不能满足汽车行业未来的需要，更不能满足汽车线控系统（）的要求。

于是在2000年9月，宝马和戴姆勒克莱斯勒联合飞利浦和摩托罗拉成立了联盟。

该联盟致力于推广通信系统在全球的采用，使其成为高级动力总成、底盘、线控系统的标准协议。

其具体任务为制定需求定义、开发协议、定义数据链路层、提供支持的控制器、开发物理层规范并实现基础解决方案。

1.2 特点提供了传统车内通信协议不具备的大量特性，包括：(1)高传输速率：的每个信道具有10带宽。

由于它不仅可以像和网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行，因此可以达到20的最大传输速率，是当前最高运行速率的20倍。

(2)同步时基：中使用的访问方法是基于同步时基的。

该时基通过协议自动建立和同步，并提供给应用。

时基的精确度介于0.5μs和10μs之间（通常为1~2μs）。

(3)确定性：通信是在不断循环的周期中进行的，特定消息在通信周期中拥有固定位置，因此接收器已经提前知道了消息到达的时间。

80·September-CHINA 一、2017款全新路虎发现网络拓扑图与老款相比，2017款全新路虎发现无论从车身结构到电气系统，都带来了一系列的革新。

2017款全新路虎发现在网络通信方面做了修改，中速CAN被替换为高速多CAN网络结构，其通讯速度达500kb/s。

另外，动力系统部分模块还配备了超高速Flex Ray通信通道，其网络拓扑图如图1所示。

1.车身高速HS CAN：老款发现4车身电气控制系统采用中速MS CAN网络，其通讯速度为125kb/s。

全新发现车身电气控制系统所有模块均采用了高速CAN网络结构为全新的车身功能提供支持。

2.底盘高速HS CAN：包含了底盘/车辆动力以及驾驶员辅助系统和安全功能的所有模块。

3.舒适高速HS CAN：老款发现4车辆舒适电气控制系统采用中速MS CAN网络，全新发现改为高速HS CAN网络结构，为舒适度、控制信息娱乐以及驾驶员信息功能提供支持，高速CAN舒适总线提供信息娱乐主控模块(IMC)与其他系统控制模块之间的通信。

老款发现4信息娱乐系统是基于MOST的为2.1代高级信息娱乐系统。

全新发现更新为InControl Touch Pro也称NGI，即路虎新一代信息娱乐系统。

InControl Touch Pro系统使用了一种称为Broad R-Reach ®的新型汽车技术，捷豹路虎是首家将此网络技术集成于其信息娱乐构架中的汽车制造商。

2017款全新路虎发现车载网络系统介绍◆文/北京 杨景槐Copyright ©博看网. All Rights Reserved.InControl Touch Pro系统模块采用基于OPEN Alliance Broad R-Reach®标准的新型车用以太网技术来实现网络数据传输。

控制模块之间的每条链路具有100Mb/s的带宽，汽车以太网技术能以远高于传统汽车网络的速度处理大量的数据。

FlexRay求助编辑百科名片FlexRay车载网络标准已经成为同类产品的基准，将在未来很多年内，引导整个汽车电子产品控制结构的发展方向。

FlexRay是继CAN 和LIN之后的最新研发成果，可以有效管理多重安全和舒适功能：譬如，FlexRay适用于线控操作(X-by-Wire)。

FlexRay是戴姆勒克莱斯勒公司的注册商标。

FlexRay联盟（FlexRay Consortium）推进了FlexRay的标准化，使之成为了新一代汽车内部网络通讯协议。

FlexRay关注的是当今汽车行业的一些核心需求，包括更快的数据速率，更灵活的数据通信，更全面的拓扑选择和容错运算。

因此，FlexRay可以为下一代的车内控制系统提供所需的速度和可靠性。

CAN网络最高性能极限为1Mbps。

而FlexRay两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps,总数据速率可达到20Mbit/秒，因此，应用在车载网络，FlexRay 的网络带宽可能是CAN的20倍之多。

FlexRay还能够提供很多CAN网络所不具有的可靠性特点。

尤其是FlexRay具备的冗余通信能力可实现通过硬件完全复制网络配臵，并进行进度监测。

FlexRay同时提供灵活的配臵，可支持各种拓扑，如总线、星型和混合拓扑。

设计人员可以通过结合两种或两种以上的该类型拓扑来配臵分布式系统。

另外，FlexRay可以进行同步（实时）和异步的数据传输，来满足车辆中各种系统的需求。

譬如说，分布式控制系统通常要求同步数据传输。

为了满足不同的通信需求，FlexRay在每个通信周期内都提供静态和动态通信段。

静态通信段可以提供有界延迟，而动态通信段则有助于满足在系统运行时间内出现的不同带宽需求。

FlexRay 帧的固定长度静态段用固定时间触发（fixed-time-trigger）的方法来传输信息，而动态段则使用灵活时间触发的方法来传输信息。

FlexRay不仅可以像CAN和LIN网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行。

FlexRay新一代车载总线，具备高传输速率、硬实时、安全性和灵活性的特点。

采用周期通信的方式，一个通信周期可以划分为静态部分、动态部分、特征窗和网络空闲时间4个部分。

静态部分和动态部分用来传输总线数据，即FlexRay报文。

特征窗用来发送唤醒特征符和媒介访问检测特征符。

网络空闲时间用来实现分布式的时钟同步和节点参数的初始化。

（2）通信调度灵活性。

FlexRay总线在一个通信周期采用了两种接入时序：静态部分采用时分多址（TDMA）的接入时序，动态部分采用柔性时分多址（FTDMA）的接入时序。

静态部分将通信时间划分为多个等时长的静态时隙，不同帧ID的静态帧在相应ID的时隙内发送，实现了报文发送的确定性。

动态部分将通信时间划分为多个等时长的微时隙，不同帧ID的动态帧在相应ID的动态时隙内发送。

一个动态时隙可以占用一个或多个微时隙，动态帧的发送时间并不确定，根据动态部分的负载情况可能延后发送，甚至延后到下一周期。

FlexRay总线协议适用于分布式控制网络，在通信调度表的实现和时钟同步方面均采用了分布式的控制方式，即网络中不存在Master或Slave节点。

FlexRay协议标准中定义了同步和异步帧传输，同步传输中保证帧的延迟和抖动，异步传输中有优先次序，还有多时钟同步，错误检测与避免，编码解码，物理层的总线监控设备等。

FlexRay具有高速、可靠及安全的特点. FlexRay在物理上通过两条分开的总线通信，每一条的数据速率是10MBit/s。

FlexRay还能够提供很多网络所不具有的可靠性特点。

尤其是FlexRay具备的冗余通信能力可实现通过硬件完全复制网络配置，并进行进度监测。

FlexRay同时提供灵活的配置，可支持各种拓扑，如总线、星型和混合拓扑。

FlexRay本身不能确保系统安全，但它具备大量功能，可以支持以安全为导向的系统（如线控系统）的设计。

FlexRay导线控制应用的例子包括：线控操作转向：典型的是使用电子控制单元。

FlexRay汽车总线浅析（下）作者：暂无来源：《汽车维修与保养》 2018年第6期(接2018年第4期)(6)FlexRay总线终端电阻在汽车网络系统中，为了避免信息传到终端反射回来，对正在传输的信息造成干扰和影响，CAN总线联网系统一般在传输终端设置终端电阻器(图13)，FlexRay总线也不例外，其终端也设置了终端电阻，终端电阻器的阻值由数据传输速率和导线长度决定。

如果一个总线驱动器BD上仅连接一个控制模块，则在总线和控制模块的接口各设置一个终端电阻。

如果控制模块上的接口不是物理终止节点，每个总线路径两端的组件则以终端电阻终止(图14)。

二、 FlexRay总线拓扑1.线性总线拓扑结构线性拓扑结构在CAN总线中使用比较广泛，在FlexRay总线中，线性拓扑结构仅适用于电气数据传输。

线性拓扑结构中所有控制单元(SG1……SG3)都通过铜芯双绞线连接。

相同的信息在两根导线上传输，但其电压电平不同，所传输的差动信号对干扰不敏感。

图15(可选择冗余信道；可延用当前的物理层)、16为FlexRay总线型拓扑结构图。

2.星形总线拓扑结构在星形总线拓扑结构中，控制单元(SG2……SG5)分别通过一个独立的导线与中央主控控制单元(SG1)连接。

星形拓扑结构既适合于电气数据传输，也适合于光学数据传输。

使用星型拓扑可解决容错问题，如果出现意外情况，星型的支路可以有选择地切断。

如果无源总线线缆长度超过规定限制，星型拓扑还可以用作复制器。

图17(可选择冗余信道；点对点形式的物理连接)、18为FlexRay星型拓扑结构图。

3.混合型总线拓扑结构在混合总线拓扑结构中一个总线系统内可使用不同的拓扑结构，比如，一部分采用线性结构，另一部分则采用星形结构。

图19、20为混合型拓扑结构图。

三、 FlexRay总线的故障诊断与检测1.FlexRay总线故障成因( 1 ) 电源故障。

如果汽车电源系统提供的工作电压低于FlexRay总线节点(控制模块)的正常工作电压, 节点(ECU/Node)可能短暂地停止工作, 从而造成整个车载网络系统暂时无法通信。