El Protocolo Flexray

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Estudio del nuevo bus de automoción Flexray y diseño de un prototipo ilustrativo de la tecnología

2. EL PROTOCOLO FLEXRAY
2. EL PROTOCOLO FLEXRAY
2.1. Capa física
2.1.1. Arquitectura de un nodo
2.1.2. Topologías de red.
2.1.2.1. Topologías básicas
2.1.2.1.1 Linear passive bus
2.1.2.1.2 Topologías con Active Stars
2.1.2.2. Topologías híbridas
2.1.3. Morfología de datos a nivelfísico
2.1.3.1. Datos a nivel eléctrico.
2.1.3.2. Datos a nivel lógico.
2.1.3.3 Trama física
2.1.4. Algoritmos Majority Voting y de Bit Strobing.
2.1.4.1 Majority Voting
2.1.4.2. Bit Strobing
2.1.5. Concepto de Active Star.
2.1.6. Concepto de Bus Guardian.
2.2 Capa lógica
2.2.1. Protocol Operation Control (POC)
2.2.1.1 Coding and decoding
2.2.1.1.1 Channel idle detection
2.2.1.2. Frameand Symbol Processing
2.2.1.3. Media Acces Control
2.2.1.3.1. Unidades de tiempo en Flexray
2.2.1.4. Clock Synchronization
2.2.1.4.1. Clock Synchronization Process.
2.2.1.4.2. Macrotick Generation Process
2.2.2. Wake Up del Bus Flexray
2.2.3. Startup del bus Flexray

El protocolo Flexray_______________

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2.1. Capa física
En este apartado vamos a describir los puntos másimportantes y relevantes de
la capa física del protocolo Flexray.

2.1.1. Arquitectura de un nodo
Un nodo Flexray está formado esencialmente por un microcontrolador, un
periférico llamado Communication Controller, 2 transceivers y una fuente de
alimentación.
El microcontrolador es el propio de la ECU, el cual seguramente realiza otras
funciones externas propias de la ECU y que cada cierto tiempoenvía y recibe
una trama de información al bus Flexray. Para ello se comunica con el
Communication Controller (CC), que no es más que un periférico hardware que
gestiona en todo momento el protocolo. Es decir, el microcontrolador no se
encarga de la pila del protocolo, si no que lo gestiona todo el CC.
Así pues, el CC se comunica a su vez con los transceivers que se encargan de
transformar losdatos lógicos a niveles eléctricos de Bus. Flexray dispone de 2
canales de comunicación, lo que requiere un transceiver para cada canal.
Entre los diferentes bloques mencionados existen líneas optativas de
señalización para determinadas situaciones. Esto será explicado más adelante
con más detalle.
Por tanto el hardware que se espera de un nodo o ECU responde al siguiente
esquema:

Fig. 2.1Arquitectura hardware de un nodo Flexray

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Estudio del nuevo bus de automoción Flexray y diseño de un prototipo ilustrativo de la tecnología

2.1.2. Topologías de red.
Flexray permite un amplio abanico de topologías de red. El hecho de tener 2
canales independientes aporta además otro grado de libertad, pudiendo hacer
para cada canal una configuración de nodos diferente.
Lainterconexión básica entre dos nodos responde al siguiente esquema:

Fig. 2.2 Interconexión básica entre dos nodos Flexray
Como podemos apreciar, es similar a cualquier protocolo diferencial como
podría ser CAN. En el capítulo 3 entraremos en más detalle en el hardware
asociado a la terminación de los nodos.
En el caso que conectemos más nodos podemos hacerlo de manera pasiva o
de manera activa.Veamos antes de empezar a ver diferentes ejemplos de
topologías otro elemento de red importante en Flexray como es el Active Star.
El siguiente esquema nos da una idea:

Fig. 2.3 Interconexión básica usando Active Stars

El protocolo Flexray_______________

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Como vemos, podemos asociar el concepto de Active Star (AS) al de un hub
repetidor de bus. En el apartado 2.1.5. se describe elconcepto de AS con más
detalle.
Así pues combinando estos elementos entre sí y para cada canal obtenemos
una flexibilidad substancial de crear diferentes topologías de red, ya sean
básicas o híbridas.
Para cada una de ellas existen algunas limitaciones que hay que cumplir para
el correcto funcionamiento del bus tales como longitud máxima del bus, número
máximo de stubs, número máximo de...