FlexRay在高速汽車網絡系統中的應用

　　作為汽車控制架構中日益重要的組成部分，FlexRay技術為半導體公司開辟了一個嶄新的市場。當然，具備性能更優、帶寬更高的芯片是必需的，但半導體公司也必須及時作出重要的戰略決策。為爭奪FlexRay市場份額，芯片公司必須做出決定，是擴展現有芯片(大部分可能為支持CAN而設計)的性能，還是遵循平臺策略，以創建真正專用的FlexRay系列芯片。

　　基本上有兩個硅組件必需要考慮，即收發器和邏輯電路，前者在總線上發送和接收數據，而后者則包括基本的微控制器功能及專門針對FlexRay的通信控制。

　　在過去，收發器通常相對比較簡單，但是，FlexRay拓撲的靈活性及實現事件觸發或時間觸發的操作模式對收發器意義重大。下面列舉其中一部分：

　　10Mbps的數據處理速率;

　　支持FlexRay節點和有源星型拓撲;

　　提供電源管理功能，提高ECU效率;

　　為時間驅動和事件驅動模式集成兩個專用的控制輸入;

　　支持本地和遠程喚醒功能;

　　提供錯誤檢測;

　　符合汽車行業的嚴格規范要求(例如ESD和EMC領域，同時涉及上述各個方面)。

　　集成化解決方案

　　在收發器和微控制器實現的基本控制功能之間，是專門針對通信和FlexRay協議的控制功能。實現該功能的方法有兩個，其一是單獨在通信控制器IC上實現，另一是將其集成到MCU架構中，但這要求采用FlexRay的平臺策略。

　　后者在性能、可靠性和成本方面都有優勢。將MCU和通信控制器集成到一塊芯片上，可減少部件數量，降低組件成本并縮短工程設計時間，而且還有允許內存共享等其他優勢。當微控制器和通信控制不要求單獨的內存時，設計者甚至可以在降低系統成本的同時，在芯片上實現更多的性能。將FlexRay控制器集成到MCU架構的另一個優勢是可以在硬件或軟件上實現分區。這使FlexRay真正實現靈活性和可擴展性。

　　汽車行業決定起草FlexRay標準時采用一種靈活的方法，這對實現FlexRay MCU硅片具有重要意義。

　　首先，要求具有相當大的計算能力。當今汽車應用中常用的大多數8位或16位MCU最終都將被淘汰，32位MCU架構會比較合適。

　　如上所述，車內網絡在可預見的將來并不統一。因此，除了支持FlexRay v2.1規范以外，最適合網關應用的MCU必須集成多個LIN 2.0和CAN 2.0B控制器，并為媒體定向系統傳輸(MOST)總線和以太網做好準備。

　　隨著汽車越來越多地使用電子設備和軟件來體現產品差異，省電也相當重要。可以通過提供各種電源模式或選擇性地開關外圍設備，將能耗調整到實際需要的MCU成為首選，因為將來內存需求還會增加，從組件成本及性能角度考慮，統一內存架構更為重要。

　　飛利浦SJA2510 FlexRay微控制器擁用32位ARM968E核心，最高頻率可達80MHz;一個完整集成FlexRay v2.1的雙通道控制器，六個CAN控制器，八個LIN主控制器和多種高級電源模式。

　　此外，該公司的TJA1080 FlexRay收發器也與上述收發器特征相當匹配。TJA1080是唯一可以同時以無源總線模式和星型模式操作的收發器。

　　嚴格的規范已準備就緒，一些基于FlexRay的系統也即將部署，因此，汽車和半導體公司都在考慮線控技術。安全性是部署線控時的首要考慮因素，FlexRay的規范將包括一個監控總線訪問的總線監控器，這樣在傳輸過程中就不會丟失或損壞數據。

　　FlexRay聯盟仍在定義總線監控器的概念。中央總線監控器和分布式總線監控器概念也在考慮中。規范完成后，會在硅上實現該概念，但預期于2006年實施的FlexRay應用將不需要總線監控器。同時，我們將會看到，由FlexRay實現的便利性、控制和安全功能會越來越多。當線控時代到來時，FlexRay將是一項經過充分測試及實際驗證的較為成熟的技術。