FlexRay车载网络标准已经成为同类产品的基准，将在未来很多年内，引导整个汽车电子产品控制结构的发展方向。FlexRay
是继 CAN和LIN之后的最新研究成果，可以有效管理多重安全和舒适功能：譬如，FlexRay适用于线控操作(X-by-Wire)。
本篇技术背景报告为我们大致介绍了FlexRay在车内网络中的应用。
FlexRay是戴姆勒克莱斯勒公司的注册商标。FlexRay联盟(FlexRay
Consortium)推进了FlexRay 的标准化，使之成为了新一代汽车内部网络通讯协议。富士通集团是FlexRay联盟的准会员，同时还是AUTOSAR(汽车开放系统架构组织)、JasPar(日本汽车软件平台和架构)的正式成员。
FlexRay的优势
FlexRay关注的是当今汽车行业的一些核心需求，包括更快的数据速率，更灵活的数据通信，更全面的拓扑选择和容错运算。
因此，FlexRay可以为下一代的车内控制系统提供所需的速度和可靠性。CAN网络最高性能极限为1Mbps。而FlexRay两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps，总数据速率可达到20Mbits/秒。因此，应用在车载网络，FlexRay的网络带宽可能是CAN的20倍之多。
FlexRay还能够提供很多CAN网络所不具有的可靠性特点。尤其是
FlexRay具备的冗余通信能力可实现通过硬件完全复制网络配置，并进行进度监测。FlexRay同时提供灵活的配置，可支持各种拓扑，如总线、星型和混合拓扑(见图1)。设计人员可以通过结合两种或两种以上的该类型拓扑来配置分布式系统。
图1：FlexRay拓扑
另外，FlexRay可以进行同步(实时)和异步的数据传输，来满足车辆中各种系统的需求。譬如说，分布式控制系统通常要求同步数据传输。
为了满足不同的通信需求，FlexRay在每个通信周期内都提供静态和动态通信段。静态通信段可以提供有界延迟，而动态通信段则有助于满足在系统运行时间内出现的不同带宽需求。Flexray帧的固定长度静态段用固定时间触发(fixed-time-trigger)的方法来传输信息，而动态段则使用灵活时间触发的方法来传输信息。
FlexRay不仅可以像CAN和LIN网络这样的单信道系统一般运行，而且还可以作为一个双信道系统运行。双信道系统可以通过冗余网络传输数据
— 这也是高可靠系统的一项重要性能。
表1：汽车网络标准
如表1所示，FlexRay的各种特点均适合实时控制的功能。在表内列出的各种网络协议中，FlexRay
具有最为出众的性能。图2进一步就节点成本和数据速率两方面，对各种网络标准做了标准。表 2 中，对FlexRay和CAN做了详细比较。
图2：协议数据速率的比较
表2：FlexRay和CAN的比较
FlexRay的应用
正如图3所示，FlexRay面向的是众多的车内线控操作(X-by-Wire)。图中还展示了一个把FlexRay
和CAN网络结合的网关。
图3：带有CAN网络扩充的FlexRay线控操作
FlexRay导线控制应用的例子包括：
图5：FlexRay状态转移
FlexRay节点还有与错误处理相关的状态转移。这些转移是在时钟同步和时钟校正错误的错误计数器的数值基础上加以管理的。当个别节点的时钟与FlexRay同步节点时钟有所出入时，就会出现时钟校正错误。FlexRay网络有一个或一个以上传输同步信息的同步节点。在收到任意一条同步信息后，节点会将其时钟与同步节点的时钟相比较，并根据同步需要做出必要的变化。
图6：错误状态转移
每个节点都要进行错误计数，其中包括时钟同步中连续发生错误的次数。同时，节点还要监测和帧转移/接受状态相关的错误，其中包括语法错误、内容错误、总线干扰错误以及转移冲突所导致的错误。一旦某节点发现该类错误，就会通知主机处理器。错误计数器的使用取决于应用用途和系统设计。比如说，根据错误情况，节点可以中断通信。
节选自《电子产品世界》“汽车电子专刊”
