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1、·学术论坛(RESEARCHFORUMS)·文章编号:1002-4581(2006)06-0040-04汽车网络通信协议TTP/C和FlexRay的研究分析王婧,张欣WANGJing,ZHANGXin(北京交通大学机电学院,北京100044)摘要:随着线控(X-by-wire)技术在汽车电子控制领域的应用,适应下一代高速通信系统要求的新汽车网络通信协议成为专家们的主要研究方向。目前,存在两种通信协议:TTP/C和FlexRay[1]能够满足线控(X-by-wire)技术高速、容错和时间触发[5]的要求。文中针对这两种基于时间触发
2、的通信协议进行比较分析。关键词:汽车网络通信协议;TTP/C;FlexRay;X-by-wire中图分类号:TN915.04:U463.6文献标识码:C北0前言京TTP/C是奥地利H.Kopetz于1993年提出的[6]满足SAEC级网络的时间触发协议,被致力于汽时间触发系统研究的奥地利公司TTTECH采用。车目前的主要支持者是:奥迪,Honeywell,阿尔卡特等。[7]FlexRay是近几年出现的一种总线协议。1999年,宝马公司和戴姆勒-克莱斯勒公司认为现有的通信网络无法满足未来X-by-wire系统的要求,因此在2000
3、年9月联合飞利浦和摩托罗图1TTP/C的节点结构拉成立了FlexRay联盟,致力于建立一个新的高municationController)。主机和通信控制器由通信级通信系统,以适应未来高速汽车控制系统的要网络接口(CommunicationNetworkInterface)连求。目前,该联盟有7个核心成员:宝马,博接。世,戴姆勒-克莱斯勒,飞思卡尔,通用汽车,FlexRay的节点结构与TTP/C的节点结构类飞利浦,大众。似,但具体的结构部分不同。在物理连接结构方文中针对FlexRay和TTP/C这两种基于时间面,FlexRay的
4、总线监控与其监控的节点共用电触发的汽车网络通信协议的特点和应用前景进行源和同步时钟(如图2)。而TTP/C的总线监控有较为全面的比较,目的是分析FlexRay和TTP/C其独立于监控的节点的电源和同步时钟。的结构、工作原理、性质特点以及应用前景。在通信网络接口方面,对于动态结构数据的[9]1TTP/C和FlexRay的系统结构处理,TTP/C用信息描述表(MEDL,MessageDescriptorList)储存所有的动态数据,以便通信[1]TTP/C的节点结构如图1所示。每个节点协议启动之前,能够加载到通信控制器中,这导包括主
5、机(hostcomputer)和通信控制器(Com-致了相当庞大的信息描述表。FlexRay则是把许·40·《北京汽车》2006.No.6·学术论坛(RESEARCHFORUMS)·知原则自动安排信息的发送时间(如图3)。网络上每个节点的控制器在信息描述表中保存有自己的控制数据,这些控制数据定义了这个控制器发送信息的时间。在运行时,TTP/C通信控制器按照一定精度把最小可替换单元的本地时间同步,产生一个公共时间基准。每当这个公共时间定时到某一个信息描述表中定义的事件时刻(发送或接收)时,通信控制器就执行对应的发送或接收[10]操
6、作。FlexRay的总线访问方式是把一个通信循环分为静态段和动态段,静态段采用时分多址实现时间触发,动态段则采用灵活时分多址(FTD-图2FlexRay的节点结构[6]MA,FlexibleTimeDivisionMultipleAccess),多参数固定在通信协议定义中,其余的动态结构如图4所示。这样,FlexRay比TTP/C更灵活。数据则须在控制器启动前加载到控制器。时间触发的缺点是灵活性差,虽然TTP/C设计时,可以灵活地选择每个节点传输数据长度,但2时间触发和事件触发传输是系统确定后就不能再改变,而且以后节点的扩充北[
7、1]也很难,除非在原先设计时就已经考虑到了。并在总线访问方式上,TTP/C和FlexRay都提且,FlexRay帧的最大长度为254字节,TTP/C京供了时间触发和事件触发两种传输方式。但具体[8]帧的最大长度为240字节,这意味着FlexRay比的实现过程和对两种传输方式地位的处理不同。TTP/C有更大的灵活性。汽由于未来的“线控”系统对实时性和可靠性TTP/C把事件通道设置在时间触发协议之具有比较高的要求,所以时间触发传输是目前汽上。TTP/C要求在报文中保留一些字节用于事件车车电子市场上的主流。TTP/C和FlexRay都
8、采用触发报文的传输,因此这一部分带宽只能够在节时分多址(TDMA,TimeDivisionMultipleAc-点内部动态分配,而不能够在节点之间共享。保cess)策略来实现时间触发报文的传送。留的字节采用事件触发协议,例如CAN。这样,TTP/C网络通信协议中
