FlexRay车载通信协议介绍及其应用.docx

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1、FlexRay车载通信协议一、FlexRay 介绍21.1汽车网络通信协议综述21.2 FlexRay 特点21.3 FlexRay 协会31.4 FlexRay 应用3二、FlexRay 架构42.1 FlexRay 节点42.2 FlexRay 状态52.3 FlexRay 网络6三、FlexRay 协议83.1 FlexRay 帧格式83.1.1帧头部分83.1.2有效数据部分93.1.3帧尾部分93.2 FlexRay 帧编码93.2.1帧编码93.2.2特征符编码103.3 FlexRay 通信模式113.4 FlexRay 时钟同步123.5 FlexRay 总线信号13四、Fle

2、xRay产品开发144.1 FlexRay 开发进程144.2 FlexRay产品（以富士通为例）144.2.1 Flexray 套件144.2.2 FlexRay 产品特性15五、历史与展望165.1汽车技术与汽车产业165.2关于汽车计算平台的思考与机会17一、FlexRay 介绍FlexRay通讯协议运用于可靠的车内网络中，是一种具备故障容错的高速汽车总线系统。 它已经成为同类产品的基准，将在未来很多年内，引导汽车电子产品控制结构的发展方向。 FlexRay协议标准中定义了同步和异步帧传输，同步传输中保证帧的延迟和抖动，异步传输 中有优先次序，还有多时钟同步，错误检测与避免，编码解码，物

3、理层的总线监控设备等。1.1汽车网络通信协议综述汽车网络通信协议在保证整个系统正常运行方面起着非常重要的作用。它可以帮助解决 系统很多问题，如数据共享、可扩展性、诊断接口等。目前，应用于汽车领域的网络标准除 了 FlexRay 还有很多，口 CAN、LIN、J1850 及 MOST 等。CAN总线全称为“控制器局域网总线（Controller Area Network）”，是德国博世公 司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行 数据通信协议。它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维CAN通 信速率可达1 Mbit/s，每帧的数据字节数为

4、8个。LIN （Local Interconnect Network，控制器局域网）总线是由LIN协会发布的一种 新型低成本串行通信总线，也称为经济型CAN网络。LIN的目标是为现有汽车网络（例如CAN 总线）提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络，在不需要CAN总线的带宽和 多功能的场合比如智能传感器和制动装置之间的通信使用LIN总线可大大节省成本。J1850总线是1994年由汽车工程师协会颁布的标准，之后普及运用于美国车厂的汽 车中。不过，虽然美国各厂多采用J1850标准，但是各厂的实际做法又不相同，因此相对其 他标准来说比较混乱。由于J1850总线通信速率低，只适合用于车身控制

5、系统及诊断系统， 目前在美国逐步被CAN所取代。MOST （Media Oriented System Transport，面向媒体的系统传输）总线是采用光纤 并用于智能交通及多媒体的网络协议，能够支持24.8Mbps的数据速率，与以前的铜缆相比 具有减轻重量和减小电磁干扰的优势。1.2 FlexRay 特点作为一种灵活的车载网络系统，FlexRay具有高速、可靠及安全的特点，它不仅能简化车 载通信系统的架构，而且还有助于汽车电子单元获得更高的稳定性和可靠性。在宝马新款 SUV X5”的电子控制减震器系统中，首次采用了控制系列车内LAN接口规格FlexRay，此 次实际应用预示着FlexRay

6、在高速车载通信网络中的大规模应用已经指日可待。Cost图1-各个协议数据速率的比较FlexRay在物理上通过两条分开的总线通信，每一条的数据速率是10MBit/s。CAN网络最 高性能极限为1Mbps，而FlexRay总数据速率可达到20Mbit/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。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

7、布式系统。FlexRay本身不能确保系统安全，但它具备大量功能，可以支持以安全为导向的系统(如 线控系统)的设计。1.3 FlexRay 协会FlexRay协会旨在推展开放式高速汇流排系统标准用于汽车的分布式控制应用。自2000 年9月成立以来，协会不断发展成长，成员包括汽车产业一些最大、最具影响力的公司。 FlexRay的开发工作正在BMW、戴姆勒克莱斯勒、Freescale半导体、通用汽车、恩智浦 半导体、博世和大众等核心合作伙伴的推动下大步前进。透过多种会员分级制度，会员企 业可与FlexRay协会工作小组进行交流，提出想法，参加评议会，并可提前获得相关规范 以及积极参与推展这一国际标准

8、的机会。协会网站：1.4 FlexRay 应用正如图2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。Electronic Power Steering图2-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： 线控操作转向：典型的是使用电子控制单元。 防抱死制动系统(ABS):包括车辆稳定控制(V)和车辆稳定助手(VSA)。 动力系：一代替现有的机械系统控制电子节气门。该电子节气门和现有系统结合工作， 如电脑化燃油喷射器、电脑化可变进气系统、电脑化怠速控制系统。二、FlexRay 架构

9、2.1 FlexRay 节点FlexRay节点的核心是ECU(Electronic Control Unit)，是接入车载网络中的独立完成 相应功能的控制单元。主要由电源供给系统(Power Supply)、主处理器(Host)、固化FlexRay 通信控制器(Communication Controller)、可选的总线监控器(Bus Guardian)和总线驱 动器(Bus Driver)组成，如图XX。主处理器提供和产生数据，并通过FlexRay通信控制 器传送出去。其中BD和BG的个数对应于通道数，与通讯控制器和微处理器相连。总线监控 逻辑必须独立于其他的通讯控制器。总线驱动器连接着通

10、信控制器和总线，或是连接总线监 控器和总线。主处理器把FlexRay控制器分配的时间槽通知给总线监视器，然后总线监视器 就允许FlexRay控制器在这些时间槽中来传输数据。数据可以在任何时候被接收。节点的两个通讯过程如下。a. 发送数据Host将有效的数据送给CC，在CC中进行编码，形成数据位流(bit stream)，通过BD发送到相应的通道上。b. 接受数据 在某一时刻，由BD访问栈，将数据位流送到CC进行解码，将数据部分 由CC传送给Host。Comm unk al ionX-H&cnController (CC)Channel 2PprTYisnPTir P-nwer tClmp 30

11、)Channel l图 3 FlexRay节点（ECU）2.2 FlexRay 状态POCOp&ratbnaFigure 2-3: Overview of protocol operation control.如图2-3所示，FlexRay的节点有几个基本的运行状态： 配置状态（默认配置/配置）：用于各种初始化设置，包括通信周期和数据速率。 就绪状态：用于进行内部的通信设置。 唤醒状态：用于唤醒没有在通信的节点。唤醒针对的是电源管理系统。有些节点在不工 作时处于“省电”模式（power-saving mode），党再次投入工作时就需要“唤醒该节点”； 单个节点可唤醒整个组群；主机可在通讯信道上

12、传输唤醒模式。节点通过收发器进行唤 醒；当节点的收发器接受到唤醒特征符后，对主机处理器和通讯控制器进行上电，唤醒 并激活通信控制器、总线驱动器和总线监控器。 启动状态：用于启动时钟同步，并为通信做准备。只有将节点唤醒后，才能启动节点工 作。初始化一个启动过程称为“cold-start”，能进行冷启动的节点数目是有限的。系 统的启动由两个逻辑步骤组成：冷启动节点启动+其他非冷启动节点通过接受启动帧与 冷启动节点整合到一起。 正常状态（主动/被动）：可以进行通信的状态。 中断状态：表明通信中断。FlexRay的网络拓扑结构主要分为3种：总线式、星形、总线星形混合型。在星型结构 中，还存在联级方式。

13、通常，FlexRay节点可以支持两个信道，因而可以开发单信道和双信 道两种系统。在双信道系统中，不是所有节点都必须与两个信道连接。与总线结构相比，星 状结构的优势在于：它在接收器和发送器之间提供点到点连接。该优势在高传输速率和长传 输线路中尤为明显。另一个重要优势是错误分离功能。例如，如果信号传输使用的两条线路 短路，总线系统在该信道不能进行进一步的通信。如果是星状结构，则只有到连接短路的节 点才会受到影响。其它所有节点仍然可以继续与其它节点通信。双通道总线结构如1-1，双 通道备用星型结构如1-2,单双通道级联如1-3和1-4,单双通道混合型结构如图1-5, 1-6。Nods A Ncde

14、B Nods C Node D Noda E1Channel A CfianneE BFigure M: Dual channel bus configuration.NodeNodeNode AFigure 1-2: Due* chaeinel single sur conftguraliori.Frgure 1-4： Dual chsinnestar configurs.ilonxFigure 1 -5: Single channel hybrid exam pie.Figure 1-6: Dual channel hybrid exampe.Channel A三、FlexRay协议Fle

15、xRay联盟目前只规定了数据链路层和物理层的协议。3.1 FlexRay 帧格式Figure 4-1: FlexRay frame format.H&adar CRC Conrad Ar&aFi aoe IDPayload lengthHeader CR.CCycle countData 0Data1 必 2atan crcCRC-CRCFlaxRay Framo 5+(0 . 254) + 3 b jrt&sJ . 254 bytss24 bits11111H Gsdor S ug montPayload SogmamtTrail or Segment一个数据帧由帧头（Header Segm

16、ent）、有效数据段（Payload Segment）和帧尾（Trailer Segment）三部分组成。FlexRay数据帧格式如图4-1所示。3.1.1帧头部分共由5个字节（40bit）组成。包括以下几位：1. 保留位（Reserved bit,1位）。为日后的扩展做准备；2. 负载段前言指示（Payload Preamble indicator， 1位）。指明帧的负载段的向量信 息。在静态帧中，该位指明的是NWVector；在动态帧中，该位指明的是信息ID；3. 空帧指示（Null frame indicator， 1位）。指明负载段的数据帧是否为零；4. 同步帧指示（sync fram

17、e indicator， 1位）。指明这是一个同步帧；5. 起始帧指示（startup frame indicator， 1位）。指明发送帧的节点是否为启始帧；6. 帧ID（11位）。指明在系统设计过程中分配到每个节点的ID（有效范围：1至2047）； 长度-说明负载段的数据长度；7. 有效数据长度（7位）。指示有效数据的的长度，以字为单位。8. 头部CRC（11位）。表明同步帧指示器和起始帧指示器的CRC计算值，以及由主机计 算的帧ID和帧长度；9. 周期（6位）。指明在帧传输时间内传输帧的节点的周期计数。3.1.2有效数据部分有效数据由三个部分组成：1. 数据。可以是0-254字节或者说0

18、-127个字，在图中分别以data0、datal表示；2. 信息ID。使用负载段的前两个字节进行定义，可以在接收方作为可过滤数据使用；3. 网络管理向量（NWVector）。该向量长度必须为0至10个字节，并和所有节点相同。 该帧的尾段包括硬件规定的CRC值。这些CRC值会在连接的信道上面改变种子值，以防不正 确的校正。一般将有效数据部分的前6个字节设为海明距离（Hamming Distance）。3.1.3帧尾部分只含有单个的数据域，即CRC部分，包括帧头CRC和数据帧的CRC。3.2 FlexRay 帧编码编码的过程实际上就是对要发送的数据进行相应的处理“打包”的过程，如加上各种校 验位、

19、ID符等。解码的过程就是对收到的数据帧进行“解包”的过程。编码与解码主要发 生在通讯控制器与总线驱动器之间，如图5。图5编码与解码其中RxD位接受信号，TxD为发送信号，TxEN为通讯控制器请求数据信号。信息的二进 制表示采用“不归零”码。对于双通道的节点，每个通道上的编码与解码的过程是同时完成 的。编码与解码的过程主要由3各过程组成：主编码与解码过程（CODEC）、位过滤（bit strobing）过程和唤醒模式解码过程（WUPDEC）。以主编吗与解码过程为主要过程。3.2.1帧编码传输起始序列（Transmission Start Sequence简称TSS），为一段时间的低电平，用于 初

20、始化传输节点与网络的对接。帧起始序列（Frame Start Sequence简称FSS）为一小段时间的高电平，紧跟在TSS后。字节起始序列（Byte Start Sequence简称BSS）由一段高电平和一段低电平组成。给接 受方节点提供定时信息。帧结束序列（Frame End Sequencej简称FES）由一段低电平和一段高电平组成，位于有 效数据位之后。如果是在动态时序部分接入网络，则还要在FES后附加动态尾部序列（DTS）。将这些序列与有效位（从最大位MSB到最小位LSB）组装起来就是编码过程，最终形成 能够在网络传播的数据位流。此外，低电平的最小持续时间位一个gdBit。图3-2与

21、图3-3 分别为静态和动态部分的编码。3.2.2特征符编码gdWm keu pS ymtiol TxL owsymbols.gd Wake up Symbol Ts IdleFigure 3-5FlexRay协议有三种特征符：冲突避免特征符(collision avoidance symbol简称CAS)、 媒体接入测试特征符(media access test symbol简称MTS)和唤醒特征符(wakeup symbol 简称WUS)。节点对CAS和MTS的编码是跟随在TSS之后的一段时间长位cdCAS的低电平， 如图3-4。节点对WUS的编码没有采用辅助信号TSS，随TxEN的边沿触发

22、同步于TxD信号进 行传输一个WUS，如图3-5。帧与特征符解码的过程就是编码的逆过程。FlexRay的通信是在周期循环中进行的。一个通信循环始终包括静态段（ST）和网络闲 置时间（NIT），还可能包括动态段（DYN）、符号窗口（SW）。ST和DYN由时槽slot构成， 通过时槽传输帧信息，时槽经固定的周期而重复。协议内部流程需要网络闲置时间，并且， 在这个时段内，集群的节点之间不进行任何通信。在静态段中，采用时分多址TDMA技术实现时间触发。将多个时槽固定分配给每个节点， 这些时槽内，只允许该节点传输数据。所有时槽的大小相同，并且是从1开始向上编号，在 运行期间，该时槽的分配不能修改，静态部

23、分传送的信息在通信开始时就应该组合好，传输 数据的最大量不能尝过固定长度。这种访问方法，保证在静态段中传输的特定消息，在周期 循环中拥有固定的位置，也就是说接收器已经提前知道了消息到达的时间，并且到达时间的 临时偏差幅度会非常小。因此，即便行车环境恶劣多变，干扰了系统传输，FlexRay协议可 以确保将信息延迟和抖动降至最低，从而尽可能保持了传输的同步与可测试。这对需要持续 的高速性能的应用（图线控刹车、线控转向登）来说，是非常重要的。动态段采用更灵活的时分多址技术FTDMA，使用小时槽mini-slot作为访问动态部分的 通信媒介。各个节点利用信息ID （报文ID）中定义好的优先级竞争带宽。

24、如果在小时槽中 出现了总线访问，时槽就会按照需要的时间来扩展，因而总线的带宽是动态可变动。图4：带静态和动态段的通信循环通信循环可见，静态段可以保证对总线的访问是确定性的。但是通过对节点和信息分配时槽的方 法来固定分配总线带宽，就导致了总线带宽利用率低，而且灵活性差，不利于以后节点的扩 充。动态段采用时间触发的方式传输事件信息，保证一些具有搞优先权的数据能够在总线忙 时也有机会发送信息，这样哥哥节点可以共享这部分带宽，而且带宽可动态分配，灵活性好。 这就在保证总线访问的确定性的同时，弥补了静态段传输的不足。如果使用基于TDMA的通信协议，则通信媒介的访问在时间域中控制。因此，每个节点 都必须保

25、持时间同步，这一点非常重要。所有节点的时钟必须同步，并且最大偏差必须在限 定范围内，这是实现时钟同步的前提条件。最大偏差称为精确。时钟偏差可以分为相位和频率偏差。相位偏差是两个时钟在某一特定时间的绝对差别。 频率偏差是相位偏差随着时间推移的变化。它反映了相位偏差在特定时间的变化。有多种方法可以通过相位纠正和频率纠正实施时钟同步FlexRay使用了一种综合方法， 同时实施相位纠正和频率纠正。时钟同步是一个控制环路，与其它的一样，它也由测量、计 算和设定功能组成。要测量每个时钟与其它时钟的偏差，所有节点都要在接收期间测量消息 的到达时间。通过静态部分的定时机制，每个节点都知道消息应当何时到达。如果

26、消息比预 计时间早到或晚到，将能测量得出实际时间与预定时间之间的偏差。该偏差代表了传输和接 收节点之间的时钟偏差。借助获得的测量值，可用容错平均算法计算出每个节点的纠正值。在频率纠正中，需要使用两个通信循环的测量值。这些测量值之间的差值反映每个通信 循环中的时钟偏差变化。它通常用于计算双循环结束时的纠正值（见上文提及的方法）。在 整个后来的双循环中，都使用该纠正值。相位纠正值的计算只需一个循环周期的测量值，一旦接收了所有测量值，即可开始实施 计算，并且它必须在开始相位纠正前完成。在通信循环末尾，网络闲置时间（NIT）的一部 分被保留，用于相位纠正。相位纠正要相隔一个循环实施，避免影响时钟频率偏

27、差的确定。 图5概述了时钟同步的相位，以及不同访问方法的分配。Cycle 2n+1图6：时钟同步机制在物理层，FlexRay根据uBP和uBM的不同电压，使用不同的信号BP和BM进行通信。四个信号（见图9）代表了 FlexRay总线的各种状态：Idle_LP：低功率状态Idle :无通信状态Data_1：逻辑高Data_1:逻辑低（注意在Data_1和Data_0之间不允许有冲突）Time图6： FlexRay总线状态FlexRay产品开发4.1 FlexRay开发进程经过数年的改进，FlexRay网络标准已经成熟，系统开发商可以在新一代汽车中应用该 标准。富士通已开发出了带有FlexRay

28、IP的开发系统和微控制器。图7展示了该开发进程 的路线图。CPUFlexRay architecture levefHost tevclControiier host Interfac-e levelProtacai engineInterface levelPhysical layerA#FlRny IP ac.ui-iti#nCC: Ver. 1.0c： Ver 2.0弁除再CC: Ver. C 8 予C: Ver.PanicipMicn m the FlexRay Con与oniumEstabllthmMlt th。FlexRov CvngortkiE199920022003200420

29、052006图7： FlexRay开发进程4.2 FlexRay产品(以富士通为例)4.2.1 Flexray 套件富士通全新的FlexRay套件(SK-91F467-FLEXRAY)可确保设计者评估富士通独立的 FlexRay控制器(MB88121A)以及富士通的32位闪存微控制器MB91F467DA。该套件包括 DECOMSYS:COMMSTACK驱动库，可确保毫无困难地接入FlexRay通信控制器MB88121A。该套件包括以下几部分：1.32位闪存微控制器MB91F467DA2. FlexRay应用标准型产品MB88121A3. 两个FlexRay信道(信道A,信道B)4. FlexR

30、ay板上物理层RS4855. 供TZM的PL模块使用的FlexRay物理层插件(FT1080)6.32Mbit板上静态随机存储器7. 三个高速CAN接口8. 三个通用异步接收/发送装置(UART)(可配置RS232或LIN模式)9. 供用户使用的96针/48针连接器(DIN 41612)上的外部总线接10. FlexRay CD上的应用例子11. CD 上的 Softune Workbench 开发环12. DECOMSYS工具链示范图8 FlexRay套件板4.2.2 FlexRay产品特性富士通还提供支持FlexRay协议2.1版本(ES2)的FlexRay应用型标准产品。该应用型标 准产

31、品具有以下特性：1. 0.5 脚间距/10x10mm；2. 单电压，时钟规格4/5/8/10MHz晶振；3. 可配置的平行主机接口，可与8、16、32位微控制器兼容，最大频率为33MHz(目标)；4. 串行主机接口(今后的器件将予以支持)2006年，富士通将推出具有集成FlexRay的FR 系列32位微控制器MCU，如图9。Bi i Bearch仲cf 匝 g ? xa fOFP 100FLASHB12K 日CDntroj- FR70 CPU 4Mt昂曲gSV oinglo supply/RAM 16KBpBoqfRQM4Clock M&duiatkonClock Mgm _auPpwi?r

32、ControlrHarvard Bia ConverterbdmaExt Int. x 8 aJGPIORAM 16KBUART-LINX2CAN 置 2 址岫m pw chaiWiJFlexRiyi2lOBit ADC ChannalBR-Tluner x4 L图 9 FlexRay的 MCU五、历史与展望5.1汽车技术与汽车产业未来发展最快的技术是汽车电子与信息产业、智能交通相互融合发展而产生的新兴技 术。这些新技术主要用于解决与安全、环保有关的系统性问题，如：转向控制、制动控制、 安全气囊、OBD侦测及更广义上的汽车故障诊断技术和远程服务等。现代汽车的刹车和转向系统其实同一百多年前汽车刚

33、被发明时一样，都借助于机械连接 和液压传动，使驾驶者的意图传递到车轮和引擎。而未来将通过线控系统网络将指令发送到 刹车执行单元、转向步进马达单元，并通过微处理器及电子执行装置FlexRay节点）来进 行制动和转向控制。线控新技术还能简化某些功能的实现，如自适应巡航控制、自动车道保 持、防碰撞，并为汽车最终实现自动驾驶打下基础。而对安全性至关重要的部件，如转向和 制动系统，安全气囊网络，电子稳定系统（ESP）等，必须能够进行更可靠的、无缝配合和 自动诊断。FlexRay与CAN-BUS构成的仿真单元和网络计算平台已可以方便的集成到汽车 系统之中进行混合验证并建立实物控制模型。中国单片机公共实验室

34、，从1992年起在国内 首先建立了国际标准的 CAN-BUS开放实验室。2005年又第一个在国内建立了完整的 FlexRay开发、分析、仿真与实验测试平台，与国际水平保持同步。有关FlexRay和CAN-BUS （SAE J1939，CANopen）的最新技术和进展，可访问http:/www.bol-汽车线控 系统网络实际上就是一种特殊的局域网。这种系统是从飞机控制系统引申而来的。飞机控制 系统中提到的Fly-by-Wire是一种电线代替机械的控制系统，它将飞机驾驶员的操纵控制 和操作命令转换成电信号，利用机载计算机控制飞机的飞行。这种控制方式引入到汽车驾驶 上，就称为Drive-by-Wir

35、e（电控驾驶），引入到制动上就产生了 Brake-by-Wire （电控刹车）， 引入到转向控制上就有Steering-by-Wire（电控转向），因此统称为X-by-Wire。这些创新 功能的基础是一种能够满足严格容错要求的宽带总线结构一一FlexRay总线系统（车载网络 计算平台）。FlexRay的重要目标应用之一是线控操作（如线控转向、线控刹车等），即利用 有容错功能的电气/电子系统取代机械/液压部分。线控操作包括从转向到刹车和加速等所有 汽车控制应用互连技术，它的应用可以补充并将最终代替汽车的机械和液压解决方案。 FlexRay的执行器是机电一体化的产物，是全球汽车行业新一代汽车电子产

36、品开发的重点。 也应当成为我国汽车计算平台国家重大工程的研究和技术跟踪的重点之一。另一个值得注意的是CAN open在汽车中的应用，CANopen是在ISO11898标准之上真 正面向对象联接的网络计算平台，（而J1939则是面向具体应用而联接的网络标准）。在 CANopen网络中，可以将最多128个用CAN-BUS互联的嵌入式微处理器，看成是一个统一 的计算机平台，通过对网络中的任何一个单片机中的电子表格（存储在E2PROM或Flash之 中，称为CANopen的对象字典）的修改和重定义，即可改变整个系统的功能配置和构造， 而无需通过CANopen节点的制造商，在每个节点的对象字典之中还存储

37、全球唯一的制造商 编码和相关的配置参数，我们称之为数字基因（Digital DNA）。通过标准方法可以方便的 访问到汽车中各个电子设备的“数字基因图谱”用于维护和诊断CANopen在各种工业、交 通、航空、海事领域的应用技术成果，可方便地移植和集成进入未来更复杂的汽车系统之中， 特别是在电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车中CANopen有明显的优势。在北京集成 电路设计园开发平台的支持下，北京英贝多公司在成功的开发出J1939系统级芯片的基础 上，正在为汽车行业研发具备自主知识产权的CANopen chip，可以连接各种传感器，实现 对汽车主要部件的安全性监测。5.2关于汽车计算平台的思考与

38、机会上世纪50年代航空电子占整个飞机造价的比例约为20%,90年代则上升为80%,随着 CAN、FlexRay等网络计算平台技术的发展，汽车电子也将遵循航空电子的发展规律，得到 更快速的发展。因此说，汽车网络计算平台对现代汽车工业将产生本质性的重大的影响。汽 车计算平台是什么？笔者认为“网络就是计算机”网络标准就是计算平台。从过去二十年信 息产业的发展来看，网络标准推动着信息产业的快速发展和全球化，如手机计算平台，由最 初的1G、2G（2.5G）到3G，网络标准决定着产业、产品和行业的兴衰。手机也从过去的移 动电话概念发展成为今天的移动计算（嵌入式系统）概念，手机短信息业务的成功应用再一 次证

39、明了平台技术的重要性。从国际上看汽车电子的数字化进程，已有二十多年历史，回顾CAN-BUS的发展历史， 直到1995年SAE J1939、CANopen、网络计算平台标准的出现，才为汽车OEM关键零部件 的互联、协同工作进而提升整车的系统性能、功能和灵活性建立了平台化的工业基础。公元2000年和2005年国际上的LIN联盟和FlexRay联盟，均是由著名的汽车厂商和 信息技术（IT）公司联合发起和推动的标准联盟和技术联盟，这标志着汽车产业和信息产业在 共同推动着一个全新的、复合性的产业一一汽车（电子）信息产业的出现，与传统的汽车电 子产品开发强调单个部件功能和性能不同的是汽车（电子）信息产业更

40、关心的是网络标准和 平台技术。因为这些决定了行业的发展和兴衰。当今，技术发展的专业化，分工的精细化和相互融合，以及系统性能的不断提高和电子 技术日益复杂化趋势的挑战，同时还要考虑汽车电子产品的规模经济要求，使研发设计环节 变得越来越至关重要。因此，类似于集成电路设计行业独立于制造行业一样，未来汽车电 子设计产业作为一个独立的行业将会得到快速发展，在进行产业规划时，这一点应当引起我 们的思考。我国在汽车计算平台方面参与国际合作的机会也是存在的，如在CANopen方面由于标 准是分层制定的，CANopen的基础层已经相当完善，应用层是透明开放的。所谓应用层行业 规范（Application Pro

41、file）就是由国际上同行专家共同为某个具体行业制定的平台性标 准，据国际CiA组织（CAN in Automation）最近提供的信息，在电动发动机、混合动力传 动、房车（reereation vehicle旅游车）等方面，正在寻求国际上专业厂商及专家共同制 定应用层行业规范。在FlexRay方面我们也有机会参与应用平台标准化工作和FlexRay控 制器IP （半导体知识产权）方面的国际合作项目，用FPGA实现FlexRay控制器在国内已 有相关的研发活动。基于UWB开发车辆多媒体网络是中国的机会。在基于 OBDIII的 Blue-Bus汽车计算平台方面，中国的IT企业与有远见的汽车企业也开始了战略性合作。