AUTOSAR和OSEK关系及网络管理比较

2023-04-11 17:11:58    来源 : 面包芯语

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AUTOSAR架构和标准的目标是:


(资料图)

满足未来汽车的需求,如可用性和安全性、软件升级更新、可维护性等

增加软件的灵活性和可扩展性来实现软件的集成和整合

实现商用现成的跨产品线的软件硬件

优化成本

AUTOSAR架构的主要特点是:

标准的测试规范

AUTOSAR标准有四个核心内容:

ECU软件构架

软件组件(software components)

虚拟功能总线(Virtual Functional Bus)

AUTOSAR设计方法(Methodology)

其特点主要有以下几个方面:

实时性

可移植性

可扩展性

OSEK建立逻辑环

正常建环的情况下,上一条NM报文的ID就是下一条NM报文的第一字节的数据,比如划线的3条报文,第一条报文的ID为0x19,数据的第一字节为0xE8,第二条报文的ID为0xE8,数据的第一字节为0xEE,第三条报文的ID为0xEE,数据的第一字节为0x19,所有正常建环的报文的第二字节,其Bit2置1,表示发出了正常建环的Ring报文,这就是所谓的逻辑环。

ECU 进入 LimpHome 状态时的情况,下图所示,在网络上只有一个 NM 节点的情况下, ECU上电后,先尝试建立逻辑环,尝试 5 次后,依旧无法建立逻辑环,则 ECU 进入 LimpHome 状态, ECU 按 TError (一般是 1000ms )的周期发送 LimpHome 位置 1 的报文,下图可以看出, LimpHome 报文的第一字节指向自己,第二字节为 0x04 。

Bus Sleep Mode

Network Mode

Prepare Bus-Sleep Mode

Passive Mode

Bus-Sleep阶段,只接收NM报文唤醒,不发送任何报文;

Pre-Bus-Sleep阶段,同样仅允许接收NM报文,对于早已在发送Buffer中的APP报文应发送完毕后立刻停止APP报文;

Network Mode模式,除了在Ready Sleep阶段不允许发送NM报文之外,其余阶段APP报文与NM报文正常收发;

3. 共同点:

都属于直接网络管理。

网络管理的目的都是协调各节点同步进入休眠及唤醒(主要是休眠)。

都依靠特定的网络管理CAN报文,每个节点的网络管理ID都不一样。

唤醒方法相同,第一个唤醒的节点发送网络管理帧即同时唤醒其它节点。

4.1 唤醒帧类型不一样:

网络唤醒后,OSEK要求节点发出的第一帧必须是Alive类型,不能是Ring, Limphome等。

AutoSar只要求是网络管理帧就行,条件宽松。

4.2 休眠的同步算法不一样:

OSEK网络管理使用令牌环机制,令牌从网络地址低的节点传到网络地址高的节点,如果没有更高的节点,就传给最低地址节点。令牌环根据ECU的网络地址建立。每个ECU都会接受网络管理消息,只有和目的地址相同的一个节点才会得到令牌。

唤醒后建立逻辑环过程:

控制器唤醒后想参与网络的节点会先发Alive报文申请加入逻辑环。

逻辑环建成后,各节点按顺序发Ring报文向后续节点传递“令牌”。

同步休眠过程:

如果逻辑环中有节点想休眠,就设置Ring报文中的Sleep.Ind指示位。

当逻辑环中所有的节点都设置了Sleep.Ind指示位,也意味着任何节点接收到所有其它节点的Sleep.Ind指示位。

逻辑环中所有的节点设置Sleep.Ack指示位

任何节点接收到所有其它的节点的Sleep.Ack指示位

所有节点同步进入等待睡眠状态

tWaitBusSleep时间内没有收到唤醒时间,所有节点同步进入睡眠状态。

AutoSar基于分布式策略,每个节点根据通信系统中发送或者接收到的NM消息来执行自给自足的网络活动。NM消息通过广播发送,所有网络中的所有节点都可以接收到。接收到NM消息表示发送这个NM消息的节点倾向保持网络工作模式(NETWORK MODE)。如果有节点准备好进入总线睡眠模式 (BUS SLEEP MODE),它就停止发送NM消息,但是只要它还能够接收到从其他节点发来的NM消息,它就延迟到总线睡眠模式的变迁。最终,在一定的时限内,由于不再接收到NM消息,每个节点都启动到总线睡眠模式的变迁。如果网络中的任何节点需要总线通信,它可以通过发送NM消息使网络从来总线睡眠模式中唤醒。概括如下:

每个网络节点如果想保持总线通信,就会一直发送周期性的NM消息;如果它不再需要保持总线通信,它就不再发送NM消息。

如果总线通信已经被释放,并且在配置的一段时间内没有发送或者接收到NM消息,则执行到Bus-Sleep模式的转移。

OSEK网络帧PDU包括自己地址,目标地址(下一个令牌环目标),命令状态,用户选择数据。

AutoSar网络帧PDU只包括自己地址,少量控制信息,用户选择数据。内容简单的多。

Bit 0: Repeat Message Request Bit

Bit 1:PN ShutDown Request Bit(PNSR)

Bit 3:NM Coordinator Sleep Bit

Bit 4:Active Wakeup Bit

Bit 5: PN Learning Bit(PNL)

Bit 6 PN Information Bit(PNI)

OSEK同步休眠时刻是所有节点都发送Ring请求休眠帧,且收到其它节点的Ring确认休眠帧。而AutoSar的同步休眠时刻是所有节点都停发NM帧,且不能收到其它节点的NM帧。比较而言,AutoSar要简单一些。

OSEK令牌环中有一个节点异常,其它节点就要重新建立环才能维持正常网络状态,策略比较复杂。而AutoSar网络管理中,一个节点异常时不影响其它节点的网络状态。比较而言,AutoSar要简单一些。

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