OSEK直接网络管理软件开发

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1、OSEK/VDX直接网络管理软件的开发Rong-TerngJuangEngineer,AutomotiveResearch&TestingCenterNo.6,LugongS.7thRd.,Lugang,ChanghuaCounty50544,Taiwanrtjuang@artc.org.tw摘要网络管理(NM)是车内通讯网络的安全和可靠性的基本要求。本文介绍了ISO17353-5规范所定义的OSEK/VDX直接网络管理的软件的开发。逐步介绍了设计流程包括软件的实现，手工功能验证和自动测试。只要遵照这个设计流程，NM软件的开发

2、就很直接和有效。本文的主要贡献是向设计者介绍NM的实现过程，此后可以将该方法扩展到汽车控制单元的各种软件开发中。Keywords:OSEK/VDX,NetworkManagement,SoftwareDevelopment1.概述在车辆中来自不同制造商的电子控制单元（ECU）被连成网络的趋势越来越明显。为了保证网络互联的正常工作，汽车分布式应用的开放系统及其接口（OSEK/VDX）规范了网络管理（NM）的接口协议。这是汽车行业知名的合作项目，目的是为车辆中的分布式控制单元的开放架构提供一个工业标准。除了NM之外，OSEK/VD

3、X也定义了一个实时操作系统（OS）和软件接口以及用于通讯的功能(COM).朝着标准化方向的这个推动，迫使软件供应商要符合这个标准的要求。不过许多供应商有巨大的利益在其具有产权的软件上，因而需要设法改造他们现有的软件使之符合这些标准。因此，Deniletal.编写了一份关于用符合OSEK/VDX的接口来包装现有的具有产权的实时操作系统的可行性研究报告，并对采用渐进的融合策略来获得符合标准的接口所造成的损失进行了评估。就网络管理而言，OSEK/VDX同时支持直接和间接机制。在参考文献[5]中，就采用CANoe工具对控制器局域网（C

4、AN）的网络管理进行设计和仿真做了介绍。网络管理的设计涉及对多个变量的设置。在文献[6]中，对在不同设置所导致的实际CAN网络的性能进行了讨论。除了直接网络管理，在文献[7]中也给出了CAN网络的直接网络管理，其中基于实际应用对性能进行了分析。除了CAN网络外，直接和间接网络管理也适用于局部互联网[8].这些不同实现方法的优点和缺点也做了分析。直接网络管理建议用于CAN网络，而间接网络管理适用于LIN网络[8]。OSEK/VDX网络管理现在已经是国际标准化组织（ISO）发布的标准：ISO17353-5:2006[9].一个网管

5、软件应该能够在各种控制器中运行。因此，本文介绍了一种网管软件的实现方法及其系统验证。本文的其余部分是按如下组织的。第II部分回顾了OSEK/VDX网管标准。第III部分详细说明了NM软件开发的设计流程。设计流程涵盖NM标准的实现，一个虚拟网络的构建，NM功能的仿真和验证，以及自动测试。最后，在第IV部分中做出了一些结论。12.OSEK/VDX网络管理回顾网络管理的基本任务是在对网络监控的基础上，保证控制单元通讯网络的安全性和可靠性。OSEK/VDXNM提供了两种机制:通过采用令牌原则的专用NM通讯进行直接监控和对受监控的应用报

6、文的直接监控。对这两种方法孰优孰劣的讨论已经超出本文的范围。本文的讨论之局限于直接NM。图1表示了OSEK/VDX直接网络管理是如何嵌入ECU系统的。NM包含了OSEK/VDX所定义的算法和协议特定的算法。它通过应用程序接口与应用软件，比如应用层的站管理等等，进行通讯，以便激活（或停止）负责NM状态的运行和转移的OSEK/VDX算法。在底部，针对具体协议的算法负责通过与数据链路层的通讯，处理网络上的数据传输。在一个ECU网络中，所有节点都要实现NM，而每个节点各有一个唯一的ID.在网络监控中，使用了专用的报文，即Ring，Al

7、ive和LimpHome报文。各节点通过一个逻辑环发送和接收NM报文，其中用于同步的通讯顺序是预先定义好的。为了建立一个逻辑环，一个虚拟的令牌被依序从ID最小的节点传送到ID最大的节点，然后又发回给ID最小的节点。在循环过程中，持有令牌的节点被允许向通讯总线以广播方式发送一个Ring报文。按照令牌环协议，Ring报文的接收被认为是广播者特定的Alive信号和启动后继者发送其NM报文的同步信号。Alive报文标志着网络中新节点的出现并使网络处于过渡状态。当新的节点知道所有其他节点的存在后，网络进入一个稳定状态，这时每个节点都完全

8、知道网络中其他节点的状态。如果出现异常，发生故障的节点周期性地以广播方式发送LimpHome报文。接收到LimpHome报文的其他节点更新其配置以识别退出网络的故障节点。故障节点不能进入复位状态并进行NM初始化直到能够正确接收其他节点的任何NM报文。依此，网络的状态由所有控制