產品說明0
FRDC-MFR4310-NOISO為三兄弟嵌入式推出的FlexRay總線入門開發套件FLEXDEVEL-S12MFR4310的控制器核心板，兼容原廠設計，性能優於原廠，且分裂終端軟件可控，通過歐式插座擴展，可方便與其它多種處理器接口，購買時請與店主咨詢。謝謝
配套書籍：汽車FlexRay總線系統開發實戰
FlexRay總線是一種用於汽車的高速（10Mbps）、可確定性的、具備故障容錯的總線標準，其目標是滿足關鍵的汽車應用要求（如懸掛控制、換擋控制、剎車控制、轉向控制等），以彌補目前汽車內主要標準（如CAN、LIN、MOST等）的不足之處。該標準由FlexRay聯盟制定和推廣，該聯盟的7個核心成員是BMW、DC、NXP、飛思卡爾、Bosch、GM、VW，涵蓋了主要的汽車製造商和半導體製造商。除此之外，它還有超過93個的協作和發展成員。2004年，聯盟發佈最初的V0.4.3協議規範，經過不斷完善，到2005年發佈了最終的V2.1協議規範。此後，FlexRay總線進入大力推廣時期。第一輛應用FlexRay總線的量產車BMW X5 4.8i已於2007年上市，其後其他半導體製造商和汽車製造商分別推出了大量的相關產品，FlexRay逐漸成為汽車工業的事實標準並被推廣到其他行業。2010年，FlexRay標準被ISO組織吸納（標準號為ISO 10681），從一個行業的通信標準演變成為國際通用標準。
本書全面、系統地介紹了汽車FlexRay總線協議、主流開發工具、系統軟件和硬件設計，並且通過實例介紹了汽車FlexRay總線系統的設計方法。全書共9章，分為上、下兩篇。上篇又分為緒論和協議介紹兩個部分。緒論主要說明FlexRay總線和汽車網絡的相互關係；協議介紹部分首先對FlexRay總線標準包含的各個協議規範進行了概括性的總結，然後重點介紹了在開發實踐中需要詳細關注的3個協議規範——FlexRay電氣物理層規範、FlexRay協議規範和FlexRay物理層電磁兼容性測試規範。下篇首先介紹了當前業界的開發背景、常用的開發工具和核心芯片，然後圍繞一個具體項目實例介紹了如何確定開發方案及如何規劃網絡結構和參數，接下來又分別介紹了項目硬件開發和軟件開發過程，最後以項目的聯調和測試收尾。
本書由北方信息控制集團（中國兵器工業計算機應用技術研究所）車輛電子綜合系統研發部統一組織策劃和統稿。其中，第0章由王巍、劉瑾編寫；第1章由吳寶新、趙東陽編寫；第2章由於丹、張天鵬編寫；第3章由王鳳臣、陳旭編寫；第4章由趙東陽、王瑋編寫；第5章由郭永紅、王巍編寫；第6章由趙東陽、候曾編寫；第7章由於圳寧、王勇編寫；第8章由曹毅編寫。
此外，本書在編寫和出版過程中得到了有關單位的大力幫助和支持。北方信息控制集團（中國兵器工業計算機應用技術研究所）的王少軍副總經理在概念探討和技術分析方面為本書的編著者提供了巨大的幫助，恆潤科技有限公司為本書的編寫提供了寶貴的素材，在此一併表示感謝。
本書著眼於幫助讀者弄清概念、掌握協議、熟悉典型開發流程、瞭解相關軟件實現和硬件電路設計。本書圖文並茂，將基礎知識和應用經驗有機地結合在一起。本書既可作為普通高等院校車輛工程、電子信息工程、電氣工程、自動控制等專業師生及相關技術人員學習和開發應用FlexRay技術的參考資料，也可作為從事汽車電子系統特別是車載網絡系統研究與開發人員的參考資料。
限於本書的篇幅，對協議規範中的一些內容進行了取捨，摘取了對讀者開發最有幫助的部分，而其他許多內容只能刪減，讀者若有興趣可以翻看協議的原文進行補充。此外，限於編著人員的學識和時間，書中還存在許多不足之處，期待廣大讀者提出寶貴的建議和意見。
編著者
2012年4月
上 篇 FlexRay協議
第0章 緒論：FlexRay與汽車網絡 2
0.1 汽車網絡技術的發展 2
0.2 汽車網絡的分類 2
0.3 汽車網絡的新成員——
FlexRay 4
0.3.1 FlexRay的產生和發展 5
0.3.2 FlexRay的基本原理與特點 6
0.4 FlexRay協議總覽 7
0.4.1 FlexRay需求規範 7
0.4.2 FlexRay協議規範 8
0.4.3 FlexRay電氣物理層規範 8
0.4.4 FlexRay電氣物理層應用註解 9
0.4.5 FlexRay數據鏈路層一致性測試規範 9
0.4.6 FlexRay電氣物理層一致性
測試規範 9
0.4.7 FlexRay物理層電磁兼容性
測試規範 9
0.4.8 FlexRay物理層共模扼流圈
電磁兼容性評估規範 10
0.4.9 初級中央總線監視器規範 10
0.4.10 初級節點總線監視器規範 11
0.5 術語和定義 12
0.6 常用縮寫 15
第1章 FlexRay電氣物理層規範 16
1.1 通信通道基礎 16
1.1.1 傳播延遲 16
1.1.2 非對稱延遲 17
1.1.3 截斷 17
1.1.4 特徵符號長度的變化 18
1.1.5 衝突 18
1.1.6 喚醒模式 18
1.2 FlexRay網絡基本通則 19
1.3 FlexRay網絡基本組成元素 20
1.3.1 電纜 20
1.3.2 連接器 21
1.3.3 電纜端接 21
1.3.4 共模扼流圈 22
1.3.5 總線直流負載 23
1.4 網絡拓撲 23
1.4.1 點對點連接 23
1.4.2 無源星形拓撲 24
1.4.3 線性無源總線型拓撲 24
1.4.4 有源星形拓撲 25
1.4.5 級聯的有源星形拓撲 25
1.4.6 混合型拓撲 26
1.4.7 雙通道拓撲 26
1.5 電氣信號 27
1.5.1 總線狀態：Idle_LP與
Idle 27
1.5.2 總線狀態：Data_1與
Data_0 27
1.6 信號完整性 27
1.6.1 發送端眼圖 28
1.6.2 接收端眼圖 28
1.7 總線驅動器 29
1.7.1 工作模式 30
1.7.2 工作模式轉換 30
1.7.3 總線驅動器接口 31
1.7.4 總線驅動器在故障條件下的
行為 42
1.8 系統時序約束 44
1.8.1 解碼過程要求 44
1.8.2 FlexRay拓撲要求 45
1.8.3 信號鏈示例 47
1.8.4 非對稱延遲 48
1.8.5 通信控制器要求 51
第2章 FlexRay協議規範 52
2.1 FlexRay協議規範簡介 52
2.1.1 應用範圍 52
2.1.2 SDL規則 52
2.2 協議運行控制 53
2.2.1 原理 53
2.2.2 說明 54
2.2.3 協議運行控制進程 57
2.3 編碼與解碼 66
2.3.1 原理 66
2.3.2 說明 66
2.3.3 編碼與解碼進程 77
2.3.4 位選通進程 81
2.3.5 喚醒模式解碼進程 82
2.4 幀格式 83
2.4.1 概述 83
2.4.2 FlexRay幀頭（5個字節） 83
2.4.3 FlexRay 有效負載數據段
（0～254個字節） 85
2.4.4 FlexRay 幀尾 87
2.5 媒體接入控制 87
2.5.1 原理 87
2.5.2 說明 93
2.5.3 媒體接入控制處理 94
2.6 喚醒與啟動 101
2.6.1 簇喚醒 101
2.6.2 通信啟動與重新集成 107
2.7 時鐘同步 111
2.7.1 介紹 111
2.7.2 時間表示法 112
2.7.3 同步進程 113
2.7.4 時鐘的啟動 115
2.7.5 時間測量 119
2.7.6 校正值計算 120
2.7.7 時鐘校正 121
2.7.8 分佈式時鐘同步的配置 122
2.8 控制器主機接口 122
2.8.1 原理 122
2.8.2 接口 124
第3章 FlexRay物理層電磁兼容性
測試規範 131
3.1 RF和瞬態抗干擾測試 131
3.1.1 RF和瞬態抗干擾
常規測試 131
3.1.2 RF干擾發射測試 138
3.1.3 RF抗干擾測試 143
3.1.4 瞬態抗干擾測試 150
3.2 靜電放電抗干擾測試 157
3.2.1 測試概要 157
3.2.2 測試配置 157
3.2.3 測試組成 159
3.2.4 測試步驟和參數 160
下篇 FlexRay開發實踐
第4章 開發背景介紹 162
4.1 開發前的準備工作——瞭解當
前業界的開發水平 162
4.2 典型的開發流程 162
4.3 半導體芯片 163
4.3.1 飛思卡爾公司 163
4.3.2 NXP公司 164
4.3.3 富士通公司 166
4.3.4 英飛凌公司 167
4.3.5 austriamicrosystems公司 168
4.4 輔助開發工具 169
4.4.1 評估套件 169
4.4.2 開發板 171
4.5 仿真與測試工具 172
4.5.1 DaVinci Network Designer
FlexRay 173
4.5.2 CANoe.FlexRay 174
4.5.3 FRstress 175
4.5.4 MultiLog 176
4.6 測量工具 176
第5章 系統定義與驗證 183
5.1 確定項目方案 183
5.2 總體規劃與網絡設計（網絡
設計工具DaVinci Network
Designer FlexRay） 184
5.2.1 定義網絡（定義全局
參數） 184
5.2.2 定義節點（定義節點
參數） 187
5.2.3 定義信號 189
5.2.4 定義數據幀及收發關係 190
5.2.5 定義數據幀和信號對應
關係 190
5.2.6 定義通信調度表 191
5.2.7 Vector公司的網絡設計工具
DaVinci Network Designer
FlexRay 192
5.3 網絡仿真驗證（仿真驗證工具CANoe.FlexRay） 193
5.3.1 概述 193
5.3.2 CANoe.FlexRay軟件功能
模塊介紹 194
5.3.3 模型建立與仿真 202
第6章 ECU節點硬件開發 208
6.1 硬件設備的分類 208
6.2 基於MFR4310芯片的PCI
FlexRay通信板設計 208
6.2.1 板卡功能定義 208
6.2.2 MFR4310結構與
功能說明 208
6.2.3 電路系統設計 215
6.3 基於MC9S12XF512單片機的獨
立總線FlexRay通信板設計 218
6.3.1 板卡功能定義 218
6.3.2 MC9S12XF512結構說明 219
6.3.3 MC9S12XF512功能描述 220
6.3.4 電路原理 221
6.4 收發器芯片TJA1080ATS/2 222
6.4.1 結構說明 222
6.4.2 特性描述 223
6.4.3 操作模式 223
第7章 ECU節點軟件開發 229
7.1 飛思卡爾公司芯片驅動編程 229
7.1.1 內存映射和寄存器描述 229
7.1.2 功能描述 264
7.1.3 芯片初始化 301
7.2 飛思卡爾公司的FlexRay
統一驅動 302
7.2.1 概述 302
7.2.2 應用示例 303
7.2.3 應用示例的項目結構 307
7.3 Windows系統下FlexRay
驅動開發 308
7.3.1 驅動程序開發環境的建立 308
7.3.2 建立一個WDM驅動程序的
基本框架 309
7.3.3 硬件資源訪問類說明 313
7.3.4 驅動程序主要模塊的實現 317
7.3.5 驅動程序的調用 318
7.4 VxWorks系統下的FlexRay
驅動開發 321
7.4.1 嵌入式實時操作系統
VxWorks 321
7.4.2 開發驅動程序前的
準備工作 323
7.4.3 定義FlexRay驅動程序
頭文件 327
7.4.4 VxWorks操作系統
驅動程序 328
第8章 項目聯調與測試 332
8.1 節點功能驗證 332
8.1.1 概述 332
8.1.2 驗證過程 333
8.2 系統集成測試 336
8.2.1 概述 336
8.2.2 測試過程 338
參考文獻 341
