打通汽車任督二脈
啟動FlexRay車用匯流網路技術
FlexRay車用匯流排網路技術面面觀
連結!啟動!GO! 汽車本身就是一套整合各類複雜系統的行動裝置。整合匯流排與網路拓墣架構的FlexRay,符合車用安全相關嚴格的檢驗程序,支援車內各分散式控制系統,能有效提升不同微控制系統間或是與感測器之間的資料傳輸和即時通訊控制。基本上收發器和邏輯電路是FlexRay控制解決方案的核心,FlexRay可支援線控操作(X-by-wire),降低對機械和液壓零組件的依賴;同時具備容錯和時間觸發即時控制功能,讓FlexRay保持低傳輸延遲效率,並可靠精確傳送相關安全控制訊息;彈性化拓墣架構亦能滿足分散式控制系統對於可靠性的要求。FlexRay並非僅僅是通訊協議,而是整合車用電子、系統與控制網路架構的革新設計,在FlexRay帶動下,汽車電子產業也以嶄新風貌連結啟動準備上路!
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FlexRay技術標準之特性探析 車用電子的特殊性從其介面技術來看最為鮮明,FlexRay 2.1 Rev A是最為穩定成熟的版本,因此半導體業者不約而同地在2.1 Rev A標準發表後,才正式推出對應支援的控制晶片及收發器晶片。FlexRay介面的特性包括雙通道高速傳輸、同步時基性與時間觸發、備援性和彈性的網路拓墣等等。FlexRay的技術特點即是為了取代現有的CAN車用匯流排,欲解決傳輸速率過低、過於僵化的事件觸發模式、不適合急迫性的感測方式、以及節點數過少的侷限。汽車越來越複雜的電子控制設計趨勢不可避免,FlexRay如何與其他介面標準共存共榮、強化本身的不可替代性、逐步而漸進地取代CAN介面,已是FlexRay能否擴大影響力的關鍵。
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全新車載高速匯流排FlexRay獨領風騷 獨立式的FlexRay通訊協定控制器,是微控制器或微處理器的夥伴,可藉由標準介面連接。在實體層級上,FlexRay通訊協定控制器還需要一個額外的FlexRay收發器,才能架構出一套完整的FlexRay匯流排系統。FlexRay通訊協定控制器IC晶片產品能運用在市場上多數的汽車微控制器或微處理器架構上,以微型連結介面(Micro Link Interface;MLI)以及標準串列埠與平行埠介面為基礎,能提供汽車微控制器或微處理器架構一種具擴充性的快速介面。本文也將介紹在設計FlexRay控制器解決方案時主要進階硬體功能、延伸車體多重應用以及評估工具等具體內容。
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聯手打造可執行FlexRay量測的示波器方案 FlexRay匯流排採用一種時間觸發(time-triggered)結構,這個結構也帶來一些特殊的量測技術挑戰。較不容易的部分,則是必須提供「時間覺察」(time-awareness)能力,這對驗證FlexRay匯流排的確定性效能非常重要。嵌入式系統設計師需要可迅速驗證信號完整性和時序的能力。示波器是執行這些類比量測的最佳工具,但示波器通常缺乏同步處理及顯示重要協定資訊所需的精密技術。由嵌入式汽車電子大廠、FlexRay設計工具供應商、以及量測儀器MSO混合信號示波器供應商所形成的非正式合作,便能解決上述FlexRay量測技術的難題。
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創新全球汽車製造商與半導體廠商之間的合作模式
用FlexRay實現近乎完美的駕駛體驗 下一代汽車控制匯流排正在改變全球汽車製造商和半導體供應商之間合作模式,未來的車用匯流排需要實現更高的頻寬,並要確保能夠對關鍵性任務作出極快回應的確定性協議內容,此外可實現線控轉向和煞車(X-by-wire)的技術也是必備條件。FlexRay晶片有兩種設計模式,影響晶片性能的關鍵,在於控制單元與主機的界面,協議引擎也是影響FlexRay通訊功能的另一項關鍵要素,收發器則必須都能滿足所有主動和被動網路拓墣架構的需求。
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