以CAN車載總線為例介紹局部網(wǎng)絡管理的概念及實現(xiàn)
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為實現(xiàn)部分節(jié)點喚醒的功能，需要特殊的收發(fā)器支持。特殊收發(fā)器具有報文濾波功能，只在收到特定報文之后才能被喚醒。NXP已經(jīng)率先推出支持局部網(wǎng)絡管理的收發(fā)器TJA1145和UJA1168。TJA1145是一種高速CAN收發(fā)器，而UJA1168是集成5V/100mA微處理器供電的CAN系統(tǒng)基礎芯片[1]。
除了傳統(tǒng)收發(fā)器的TX、RX引腳，NXP的兩款支持PN的收發(fā)器均通過SPI與CAN控制器相連。通過SPI，MCU可控制CAN收發(fā)器的模式轉(zhuǎn)換以及設置收發(fā)器的報文濾波，實現(xiàn)特定報文喚醒的功能。連接方式參見圖2。
圖2：支持PN的收發(fā)器連接實例圖
除了需要支持硬件濾波的收發(fā)器外，在軟件部分，還需要遵循一套支持PN的網(wǎng)絡管理協(xié)議來配合應用程序?qū)崿F(xiàn)分組協(xié)同睡眠和喚醒。AUTOSAR組織已經(jīng)推出支持PN的網(wǎng)絡管理協(xié)議AUTOSARR3.2.1，該協(xié)議主要通過特定的網(wǎng)絡管理報文來實現(xiàn)分組睡眠。
AUTOSAR 3.2.1中定義的CAN網(wǎng)絡管理報文格式如圖3所示。Byte 0表示源節(jié)點地址，Byte 1為固定格式ControlBit Vector.不同的bit有特殊的含義，如圖3所示，該字節(jié)的bit 6（Partial Network Bit）就表明該報文是否與PN相關(guān)。NM報文中其余字節(jié)為User data，可根據(jù)用戶需求自定義。OEM可根據(jù)EE功能定義，指定User data中的不同的位來表示不同的PN組是否需要保持喚醒。例如，將Byte 2的bit 0設定為PN1組的喚醒指示位時，如節(jié)點欲保持PN1組喚醒，則需將其置為1；如不需要保持PN1組喚醒，則將其位置為0或停發(fā)網(wǎng)絡管理報文。當網(wǎng)絡上同屬于PN1的所有節(jié)點都沒有保持喚醒的要求時，PN1組按照睡眠邏輯協(xié)同進入睡眠。
圖3：默認網(wǎng)絡管理報文格式定義
圖4：Control Bit Vector格式定義
四、 結(jié)論
本文介紹了局部網(wǎng)絡（PN）管理的概念及優(yōu)勢，并闡述了其在CAN總線上的硬件及軟件實現(xiàn)?？梢钥吹?，隨著汽車EE功能越來越復雜，局部網(wǎng)絡管理的分組睡眠和喚醒的機制是一種有效的節(jié)省電量的方法。
參考文獻
[1] NXP introduces Partial Networking solution for vehicles – a milestone in CO2 reduction and energy efficiency, Aug.18,2011, http://www.cn.nxp.com/news/press-releases/2011/08/nxp-introduces-partial-networking-solution-for-vehicles---a-milestone-in-co2-reduction-and-energy-efficiency.html
[2] AUTOSAR Specification of CAN Network Management version 3.3.0 R3.2 Rev1(end)
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