1. ?? ?FlexRay是什么？

那么到底什么是FlexRay？往簡單了說，就是CAN總線加LIN總線混合起來排個課程表、提個速再加個冗余。像LIN一樣基于TDMA，提高了協議的復雜度，擁有靜態部分和動態部分。動態部分類似于CAN總線，是基于事件和優先級發送。這樣隨著協議的復雜化，通過靈活的配置，可以設計出更安全可靠，而且實時性好的車載通信系統，以滿足新的技術要求。

功能強大了，配置也更靈活了，但成本也上去了。不光是硬件成本，配置FlexRay相比它的兄弟姐妹總線，要復雜的多，這就需要更多人力和時間。一個技術，它的成本門檻高了，就會阻礙這個技術的大規模輸出、推廣，沒有得到大規模的應用，相對的芯片成本就難以進一步下降，有點馬太效應的味道，這也是上圖預測FlexRay走不出2020年代的原因之一。但是是否呼聲漸起的以太網10BaseT1s真的能取代這些傳統的車載總線。

2.? ? ?FlexRay如何實現功能

FlexRay擁有雙通道通信的冗余設計。每個通道帶寬10Mbps，可以靈活的設置為同一時間點兩通道互為備份冗余；也可以選擇雙通道發送不同的信息達到20Mbps的帶寬。這樣FlexRay契合了安全和時間緊要的更高階的應用場景，在動力總成和車身控制也可以應用。在這些場景中CAN總線和LIN總線都不能勝任。關于FlexRay的總線規模和節點容量，看到有說24米有說22米的，沒必要細摳，一般達不到這個長度。

靜態和動態部分可以繼續切分才會得到更小的時間蛋糕slot，里面就是FlexRay的數據幀了。FlexRay由5Bytes的幀頭，0到254Bytes的Payload和3Bytes的尾部組成。

靜態數據塊被分成一系列的Slots分發給不同的節點，同一節點可以被分配多個Slots。但是同一個Slot只能被分配給一個節點。當時間軸上相應的時刻到達，如果節點準備好了相應的數據幀，則發送數據幀，如果沒有則發送空幀，或者重復。靜態部分是固定分配的，就像白天上課的課程表，這就保證了被分配到時間資源的節點總能有機會發送數據。而Dynamic部分則是動態的，有點像晚自習，而且是課時不固定的晚自習，學生可以半自由地搭配。

動態部分就是FlexRay中前面提到的Event Triggered部分。動態部分通常是用來傳輸診斷信息。每個節點根據配置的Frame ID發送信息。動態部分發送機制挺有意思，是基于一個Minislots的概念，當沒有信息發送的時候，各個節點數著時間塊Minislots累加自己的index。待發信息ID與slot一一對應，如果匹配的話，對應節點就有權發送信息。有信息發送時，所有節點的index凍結，發送完畢后，大家共同繼續累加index。通過這種方式避免了沖突，但是動態部分的時間長度有限，所以如果排在前面的信息比較多，后面的信息可能就分不到發送時間的slot，就只能放棄發送。這點有點像CAN總線，但是機制又不完全一樣，CAN總線是比較ID大小定優先級，FlexRay的動態部分是先給ID小的信息發送機會，按順序發。EB的《FlexRay：A first glance》里有一段很好的演示動畫，可以去看看。FlexRay的兩個通道的Minislot是對齊的，而在信息發送時，是相互獨立，互不干擾而不對齊的。超過了最后的機會時間點latest dynamic transmission start之后，就不再允許任何節點發送新的幀了。

編輯：黃飛

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