基于μC／OS-Ⅱ的線控轉向FlexRay通信控制
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以Freescale公司開發(fā)的針對該芯片的FlexRay通訊傳輸層和表示層的驅動程序為基礎，進行應用層的程序設計，即編寫通信任務程序，完成協(xié)議的運行過程。
3．2．1 FlexRay通信啟動任務
按照上文介紹的FlexRay協(xié)議中定義的協(xié)議運行過程，當對FlexRay通信進行初始配置后，協(xié)議將進入就緒狀態(tài)，之后發(fā)送啟動節(jié)點命令等待協(xié)議狀態(tài)由啟動狀態(tài)變?yōu)檎Ｖ鲃訝顟B(tài)；在正常主動狀態(tài)中，首先發(fā)送關鍵幀啟動網絡中的其他節(jié)點，發(fā)送完成后進入到節(jié)點喚醒狀態(tài)，然后開啟FlexRay通信的各種中斷，包括：傳輸中斷、接收中斷、存儲區(qū)中斷以及定時器中斷等，最后掛起任務等待檢測到通信故障時進行喚醒；協(xié)議正常被動狀態(tài)是在通信出現(xiàn)故障時，重新配置協(xié)議，進行協(xié)議的重啟。需要注意的是用戶必須在多任務系統(tǒng)啟動以后再開啟時鐘節(jié)拍器，也就是在調用Osatart()之后，由任務優(yōu)先級最高的那個任務開啟RTI中斷，否則系統(tǒng)容易死鎖。程序流程圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/197684.htm
3．2．2 數(shù)據(jù)接收發(fā)送任務
FlexRay數(shù)據(jù)的接收發(fā)送是通過中斷服務程序進行的，因此在該任務中，只需判斷POC狀態(tài)是否進入正常主動狀態(tài)，如果是則使用全局變量對接收函數(shù)Fr_receive_da()和發(fā)送函數(shù)Fr_transmit_data()的消息緩沖區(qū)進行數(shù)據(jù)的讀取和更新。
3．2．3 故障檢測任務
在通信過程中，當其他節(jié)點因故障重啟或是通信線路中斷時，可以利用故障檢測任務檢查POC狀態(tài)，當協(xié)議運行在正常被動狀態(tài)時，則判斷為通信線路出現(xiàn)故障，將故障LED指示燈設定為閃爍狀態(tài)；當協(xié)議運行在暫停狀態(tài)時，則判斷為節(jié)點控制器故障，故障LED指示燈設定為常亮狀態(tài)，并對FlexRay通信啟動任務進行解掛，重新對協(xié)議進行配置，待故障解決，系統(tǒng)可以自動啟動節(jié)點運行。程序流程圖如圖3所示。
4 實驗驗證
使用Vector公司的CANoe軟件，可以方便地觀察FlexRay總線上的數(shù)據(jù)流情況。實驗中，將CANoe軟件提供的FlexRay接口板VN3600接入總線網絡中，之后參考MC9S12XF512芯片手冊中FlexRay通信的MicroTick定義為25 ns，因此在FlexRay初始化定義中，設置參數(shù)P_MICRO_PER_M-ACRO_NOM為40，則一個MareroTick等于40個MicroTick，也就是說，F(xiàn)lexRay通信配置的基準時間片為lμs。據(jù)此，配置通信周期為5 000 μs；1個靜態(tài)時槽長度為24μs，共有91個；1個動態(tài)時槽為5μs，共有289個；特征窗與網絡空閑時間為1 371μs。
程序中對節(jié)點Node_A和Node_B的時槽定義如表2所示。
實驗結果如圖4所示，運行時間2 289 s，時槽變化與周期數(shù)均與設計一致，數(shù)據(jù)收發(fā)正常。由圖5可知，幀速率為3 200幀／s，總計傳輸7 369 600幀，沒有出現(xiàn)無效幀與錯誤幀，達到了實時性和穩(wěn)定性的要求。
在通信過程中，分別進行故障模擬實驗。
(1)突然斷開總線來模擬應用現(xiàn)場出現(xiàn)線路故障的情況，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)停止更新，故障檢測LED指示燈閃爍，說明程序檢測到了線路故障問題并進行報警。當再次連接總線后，故障檢測LED熄滅，數(shù)據(jù)繼續(xù)更新，說明通信自動重新啟動。
(2)將任意一個控制器進行掉電，模擬單一控制器故障情況，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)停止更新，故障檢測LED指示燈開始常亮，說明程序檢測到了任意節(jié)點故障導致通信中斷的問題并進行報警。當再次開啟掉電控制器后，故障檢測LED熄滅，數(shù)據(jù)繼續(xù)更新，說明通信自動重新啟動。通過以上兩個實驗，驗證了故障檢測報警功能良好。
5 結語
針對線控轉向系統(tǒng)FlexRay通信過程中存在的問題，將實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ應用于系統(tǒng)中，進行了代碼移植和通信任務設計。之后通過硬件實驗，對數(shù)據(jù)結果和故障檢測進行了測試，從實驗結果可以看出，該系統(tǒng)解決了FlexRay總線應用的復雜問題，并利用μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)保證了系統(tǒng)實時性、穩(wěn)定性和安全性的要求，為今后實現(xiàn)線控轉向系統(tǒng)在汽車輔助駕駛和智能駕駛方面的應用奠定了基礎。
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