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  • osek间接网络管理
    2021-07-23 08:58:07

    OSEK/VDX网络管理通常有直接网络管理和间接网络管理

    直接网络管理:通过建立逻辑环形令牌网络使用网络管理报文来监测网络节点状态(网络)

    间接网络管理:通过监测周期性应用报文来确定网络节点状态(单节点)

    主要讲解一下直接网络管理:实际场景中会遇到以下主要四种情况

    1、正常上线、建环、传递令牌(Taken)及休眠

    2、已建环有新节点插入

    3、已建环现有节点异常掉线

    4、上线未发现其他节点建环失败(跛足模式)

    一、首先认识一下OSEK网络管理报格式

    1、NM报文PDU格式(0x18FFF0XX)2、报文ID位、源地址(报文ID的最后一个字节)、目标地址(目标地址在数据域的第一字节、就是常说的Date[0])(地址域、控制域、数据域)

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    OSEK间接网络管理则是建立在信息传递的基础上的,网络节点周围的各模块向这一节点定时地发送信息,管理模块根据所获得的信息就可以判断出它们的状态,同时由其监控的更新网络状态。
    间接的网络管理机制下,Master节点通过监控应用程序消息来监控网络状况,从而实现对整个网络的有效管理。所以,实现间接的网络管理要求节点能够在系统运行过程中,定时地周期性地发送特定的NM消息。
    间接网络管理机制下,节点有两组状态:标识自身的状态not mute/mute和标识其他节点的状态present/absent。其中,状态又有一般状态和扩展状态(statically)之分,见表3.4所示:
    在这里插入图片描述
    表3.4 间接网络管理的节点状态
    间接网络管理的消息的传送和接收是基于两个超时机制的:

    1. 所有的消息都被一个全局的时间线(TOB)所监听;
    2. 每个消息被自身专用的一个时间线监听。
      其中,全局时间线的取值,必须不小于所有消息专用的时间线中的最大值。
      每个消息独自的超时机制可以由COM提供,即所谓的“COM截止线监控”机制。超时与否由交互层确定,每当一条消息被正确发送或者接收,或者收发超时,COM组件都会提交给网络管理模块相应的信息。
      间接网络管理的节点内部状态(即节点的NM所处的状态)和直接网络管理下的类似,见图3 8所示:
      在这里插入图片描述
      图3 8 间接网络管理的节点内部状态
      absent或者mute状态不会促使NM让节点进入NMLimpHome状态,因为NM只监控节点行为,但是它不知道节点行为失常的原因是自身损坏,还是链路上的其他环节出了问题。
      扩展的超时机制使用阈值的方式来监控节点的当前状态,每次消息的接收发送成功与否,NM都减小或者增大标识节点功能正常与否的一个计数器,如果计数器增大到指定的阈值,则该节点被标识为mute/absent statically,,如果计数器减小到指定的阈值,则该节点被标识为not mute/present statically。例子见图3 9所示:
      在这里插入图片描述
      图3 9 扩展的超时机制
      间接网络管理的总线睡眠模式,其与直接网络管理不同的是,间接网络管理中没有整个网络上的总线睡眠协商过程,Master节点如果想要进入睡眠状态,它就发送一个含有总线睡眠信息的消息给所有他所监控的Slave节点,Slave节点接收到总线睡眠消息后,就调用GotoMode(BusSleep)函数进入总线睡眠状态,Master节点在总线睡眠发送出去后调用GotoMode(BusSleep)函数进入总线睡眠状态。参见图3 10:
      在这里插入图片描述
      图3 10间接网络管理的总线睡眠模式
    展开全文
  • OSEK-网络管理

    2017-11-27 22:56:51
    包含osek相关的所有英文资料,如nm、os、com、ttos、orti、oil等
  • OSEK网络管理入门

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    OSEK初级认知 有几个小朋友要玩“击鼓传花”游戏,游戏规则很简单: 1、想玩的人自己随机报个数,所有人报完后自己排个序,花从小数往大数传,最大数者传给最小数,花到谁手里谁发言:表明想继续玩还是想退出。 2、...

    以下分级纯粹个人瞎分,专业人士请忽略

    OSEK初级认知

    有几个小朋友要玩“击鼓传花”游戏,游戏规则很简单:
    1、想玩的人自己随机报个数,所有人报完后自己心里排个序,花从小数往大数传,最大数者传给最小数,花到谁手里谁发言:表明想继续玩还是想退出
    2、第一个报数的人等一段时间后看没人再报数了就可以开始传花了。
    3、花到谁手里发言前,他需要检查一下是否所有人都申请过想退出,如果是,他就通知大家:散场
    4、当然如果中途有人表明:想继续玩,那他之前所有人的申请都作废,大家重新表明态度,直到出现第一个发现所有人都提过申请退出的人,这个人才正式通知大家:散场

    初级中规则其实是为了让大家好几好回忆,理解规则后现在上数据玩真的

    OSEK中级认知

    实际场景中遇到的情况主要有以下四种情况:

    1. 正常上线、建环、传递令牌(Taken)及休眠(初级中描述的情况)
    2. 已建环有新节点插入
    3. 已建环现有节点异常掉线
    4. 上线未发现其他节点建环失败(跛足模式)

    结构说明

    • data[1]表明自己节点当前状态
      • 0x01 Alive(上线,玩游戏前自我报数过程)
      • 0x02 Ring(建环,玩游戏传花中)
      • 0x04 LimpHome(跛足,网络无人响应无法建环)
      • 0x10 SleepIndicatio(休眠申请,游戏中申请退出)
      • 0x20 SleepAcknowledege(应答申请,游戏中通知大伙散场)
      • 以上命令可以组合比如建环中想申请休眠就是0x12
    • OSEK网络管理报文CAN ID 一般为4XX,其中XX就是自己的网络ID,data[0]在Alive状态时填充自己ID,但注意[1]建环前表明身份还是靠监听CAN ID XX而不是Alive时的data[0],在Ring状态时填充传递Taken的ID
      在这里插入图片描述

    1. 正常上线、建环、传递令牌(Taken)及休眠

    注意几个点:

    • 表格中时间是时间间隔,Alive在100ms内随机响应,Ring响应间隔是100ms
    • 当轮到自己发言0x12表明休眠申请后,只需处理3种状态:
      1. Taken未到自己(即下轮发言未轮到自己)时监听到休眠应答(其他节点发22或32)则进入休眠等待(1.5s)
      2. Taken未到自己时监听到有节点不想休眠发02,则退出休眠申请状态,轮到自己时重新发起
      3. Taken到自己时监听并检查所有节点都发出过10休眠申请,则自己发32广播集体休眠,进入休眠等待(1.5s)
    • 发出32休眠应答命令1.5s内有任何报文,则退出休眠重新申请
      -在这里插入图片描述
      [ tWaitBusSleep = 1500ms ]

    2. 已建环有403新节点插入

    在这里插入图片描述

    • 新节点03发Alive表明上线,同时节点00将下家节点从07更新为03
      在这里插入图片描述
    • 03上线后监听到09有发言,就把自己的下家节点更新为09
      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述
    • 03上线后只有09号比自己大,就理所当然到发言时通知09,这让07发现自己被忽略了
      在这里插入图片描述
    • 07继续通知09,不再发02Ring报文,而是发01Alive广播(这就是注意[1]里的原因,Alive时data[0]也不一定代表自己),次时03发现有个07在自己和下家09之间,则更新下家为07
      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    3. 已建环现有节点403异常掉线

    • 以下图文是演示403节点掉线又上线的过程,如果403直接掉线,则400把Taken传给403超时未响应时,所有节点重新发Alive报文重新建环
      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    4. 上线未发现其他节点建环失败(跛足模式)

    在这里插入图片描述

    • 发Alive报文100m后发特殊Ring报文(正常的Ring报文data[0]应该指示下家节点,现在找不到只能填充自己节点ID)并监听网络,260ms超时后再次重发Alive报文
    • 在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    OSEK高级认知

    网络管理分类

    • 直接网络管理(OSEK, AUTOSAR等专门网络报文进行整车节点控制唤醒休眠)
    • 间接网络管理(个人理解就是没有网络管理,IGN ON 发应用报文,OFF停发应用报文)

    (本文中提及的网络管理都是指直接网络管理

    网络管理作用(巧记:同时休眠,提供状态)

    • 协调各ECU节点同时进入休眠
    • 监控网络配置
    • 提供本身系统状态

    时间参数

    1. ECU本地唤醒(IGN等)一般要求150ms内使能CAN接收处理应用报文,并在200ms内发出第一条报文且必须为Alive报文而非应用报文,并在第一条Alive后[60~120ms]间发送第一条应用报文,在700ms内所有周期报文至少发送一次(此要求依赖车厂)
      在这里插入图片描述
      2.ECU远程唤醒(收到网络报文)一般要求50ms内发出第一帧Alive报文,并在700ms内发送完成所有周期报文
      3.ECU休眠 当节点发出休眠申请后开始监听网络,当收到休眠应答(或轮到自己广播休眠应答)后进入1500ms休眠等待时间,时间到后关闭所有发送进入休眠。未避免反复唤醒,唤醒后至少5s才能下一轮休眠
      4.ECU跛足模式 当ECU连续4次发Alive报文无法建环时,进入LimpHome模式,以1000ms周期发送LimpHome 04报文
      在这里插入图片描述
      5.时间参数在这里插入图片描述

    OSEK网络管理总结

    1、建环机制:网络管理报文ID从小到大发送,然后从最大节点到最小节点依次建成逻辑环。

    2、OSEK网络管理报文规则:ID:4xx,其中4代表此帧报文为网络管理报文。xx代表当前节点的基地址,在OSEK网络管理中会给每个节点分配一个基地址(00~FF)

    • Byte0:代表此帧网络管理报文发送的目标地址(一般情况)。通俗说就是这帧网络管理报文是发送给BCM还是给PEPS或者其他节点。

    • Byte1:代表发送的网络管理报文的类型即是ring报文还是Alive报文或者LimpHome报文;

      • 01:代表 Alive报文,在总线上声明自己的存在,请求其他节点与自己建环。

      • 02:代表Ring报文;

      • 12:代表当前节点已无通讯请求(睡眠标志位ind置位),即告知其他节点我已满足睡眠条件;

      • 32:即将其睡眠应答位置1,当检测到其他节点都在发送12ring报文后,最后一个节点发送此应答报文,告知其他节点当前整个网络无通信请求,可以睡眠。此时进入睡眠等待状态即Twbs状态。

      • 04:代表跛行报文,如果网络管理报文接收计数器和发送计数器超限后,发送跛行报文即无其他节点与此节点建环,只有一个节点存在。

    • 其余字节预留。

    3、OSEK网络管理可以被应用报文唤醒。

    展开全文
  • OSEK直接网络管理(NM)

    万次阅读 多人点赞 2019-10-09 10:20:00
    OSEK直接网络管理(NM)赋予节点“消息地址”的概念,即每个网络上的节点有唯一的标识号。NM规范没有定义最大的节点标识号,但建议采用8位地址(0-255)。虽然底层物理网络不支持消息地址,但直接NM要求间接实现对消息...

    OSEK直接网络管理(NM)赋予节点“消息地址”的概念,即每个网络上的节点有唯一的标识号。NM规范没有定义最大的节点标识号,但建议采用8位地址(0-255)。虽然底层物理网络不支持消息地址,但直接NM要求间接实现对消息地址的支持。一个网关节点可连接不同的网络,并且在每一网络中它的消息地址可能是不同的。如图3 2所示:
    在这里插入图片描述
    图3 2 两个总线网络中的逻辑环结构
    在图3 2中,子网1的3个节点在逻辑上形成一个环,称之逻辑环(LogicalRi ng)。逻辑环通过环消息(Ring Message)序列实现消息传输。环消息自低地址节点(ID号小)向高地址节点(ID号大)发送,再由最高节点传回最低节点,形成一个环。逻辑环上的消息交换机制如图3 3所示:
    在这里插入图片描述
    图3 3 逻辑环上的消息交换机制
    直接NM还要求网络广播的实现,允许异步广播Alive消息和limpHome消息。Alive消息指定网络上一个新的节点;ImpHome消息指定一个不再能工作的节点。
    NM通过传输NM消息来确定网络的内部状态,状态反映了NM当前运行时的信息。状态是分层级的,总的内部状态如图3 4所示:
    在这里插入图片描述
    图3 4 OSEK网络管理总的内部状态
    当系统复位时,NM进入NMOff状态;调用StartNM()使得NM进入NMOn状态;调用StopNM()使得NM进入NMShutdown状态。函数StartNM()和StopNM()是NM的核心API。StartNM()初始化一个NM逻辑环;StopNM()改变NM的状态为NMShutdown,执行清除操作,然后进入NMOff状态。
    其中,NMOn状态又有如下子状态(表3.1):
    表3.1 NMOn的子状态
    在这里插入图片描述
    NMOn存在两组并行子状态:NMInit、NMAwake、NMBusSleep和NMActive、NMPassive。NMOn的并行子状态如图3 5所示:
    在这里插入图片描述
    图3 5 NMOn的并行子状态
    当NM进入NMOn状态时,NMInit和NMActive是其缺省的初始化状态。NMInit是NM组件内部的瞬时初始化状态。完成初始化任务后,即转入NMAwake状态并保持,直到转到总线睡眠的条件被满足才转入NMBusSleep状态。当系统处于NMBusSleep状态时,一旦接收到NM消息,即转入NMInit状态。
    在并行状态图中,当系统处于NMActive状态时,NM通信正常运行;当SilentNM()被调用时,本地节点进入NMPassive状态,并停止参与逻辑环组成。为了返回NMActive状态,只需调用TalkNM()函数。
    系统执行完NMInit状态所要求的动作后,即转入NMActive状态。NMAwake状态有如下子状态(表3.2):
    表3.2 NMAwake的子状态
    在这里插入图片描述
    NMAwake的状态图如图3 6所示:
    在这里插入图片描述
    图3 6 NMAwake的状态图
    NMReset子状态是进入NMAwake状态后的缺省状态,NM在此时重置NM的通信链路、有关的计数器、参数等。初始化完成,NM将检查NM消息是否正确的收发,然后转入NMNormal状态并保持。
    一旦致命错误发生将切换到NMLimpHome状态。当系统处在NMLimpHome状态时,系统将会传输一个周期性的LimpHome消息。NM继续监听网络,以便确定消息传输是否已被恢复从而切换回NMNormal状态。
    汽车网络上的节点是多种多样的,可能在不同时刻运行、开关或激活,也有可能因节点或网络的故障而失效,因此网络的配置是变化的。NM维护当前网络的配置,并可以按要求为应用程序提供这些信息。
    NM识别两种配置:实际(Actual)配置和故障(LimpHome)配置,实际配置指示可访问的节点,而故障配置指示那些因故障退出逻辑环组成的节点。
    NM并不管理应用程序的模式(APPMODE),但是NM管理两个主要的操作模式,对应于内部状态的NMAwake(NMActive)和NMBusSleep。节点在NMAwake操作模式下,参与逻辑环组成并监视网络上所有同处于NMAwake模式的节点:如果一个节点进入NMBusSleep操作模式,就不再参与逻辑环上的NM通信。
    NM消息包含NM协议数据单元(NMPDU)。NMPDU在通信网络上传输,其结构如图3 7所示:
    在这里插入图片描述
    图3 7 NMPDU的结构
    地址域包含源消息地址和目的节点地址。控制域包含关于消息类型的信息,上述部分是必选部分,而数据域则是可选部分,它包含特定应用程序的数据。
    为了易于标识NM消息和其它消息,NM采用基地址(ID_Base)和窗口(Window_Mask)机制,类似于IP中的网络号与子网掩码。如果一条消息的ID满足:
    ID & WINDOW_MASK = = ID_BASE
    则认为该消息是NM消息。假设有一个子网,网络配置中有4个节点,ID为1-4,如果采用8位消息地址和11位掩码,设定ID_BASE为0x700及WINDOW_MASK为0x7F8,那么来自集合{0x701,0x 702,0x 703,0x 704}的任一条消息就是NM消息。
    报警器的设计:
    直接NM定义了5个报警器,并通过其控制逻辑环上消息的收发,进而监控网络配置和节点状态。比如节点从收到一个Ring消息到重传该Ring消息的间隔时间Ttyp就是报警器Ttyp控制的。详细定义如表3.3所示:
    表3.3 NM所用报警器的定义
    在这里插入图片描述
    逻辑环运行:
    调用StartNM()启动直接NM时,NM执行一系列初始化操作,然后广播第一个NM消息——Alive消息。Alive消息通知网络上的其它节点(如果有的话),当前节点加入逻辑环,并启动Ttyp报警器。当一个活动节点接收到一个Alive消息时,它将执行以下步骤:
    1. 将发送节点作为在线节点添加到网络配置中;
    2. 本地节点确定新节点是否为环中的逻辑后继节点。

    任何时候,如果数据链路层通知NM消息失败,则启动Ttx报警器,并增加计数器的值。如果计数器超过一个设定的阀值,NM将进入LimpHome状态。否则,当Ttx到时NM重传消息。
    逻辑环与802.5令牌环类似,在网络中只有一个节点控制Ring消息。当节点接收到Ring消息并且Ttyp定时器到时,发送该消息。NM启动时在Alive消息传输之后,网络处于瞬时状态,在该状态下总线上可能存在Alive消息和Ring消息,以及不同的情况:

    1, 如果接收到Alive消息,如前所述节点更新配置和后继节点;
    2, 如果在Tmax到时之前,节点接收到一个Ring消息,则取消定时器,并处理Ring消息;
    3, 当Ttyp到时,本地节点发送Ring消息;
    4, 如果在本地节点发送Ring消息到数据链路层和消息发送确认返回之间接收到一个Ring消息,节点将忽略该消息以确保Ring消息的唯一性。

    当接收到一个Ring消息时,本地节点检查NMPDU的目的地址,根据该域的有效值,采取如下操作:
    如果Ring消息的目的地址不是本地节点,取消Ttyp报警器,然后重启Tmax报警器。NM检查源地址、目的地址操作码,据此更新网络配置和切换状态;
    如果Ring消息的目的地址是本地节点,取消Tmax报警器,然后重起Ttyp报警器。如果源节点在配置信息中标识为离线,则更新为在线。
    当逻辑环中没有Alive消息传输,并且唯一的Ring消息沿逻辑环传递一周后,网络状态从瞬时状态切换到稳定状态。当网络处于瞬时状态时,数据中的数据无效。
    NM提供了检测离线节点的机制,如果Tmax到时则NM将进入NMReset状态试图重建逻辑环从而返回NMNormal状态,这样离线节点将被排除在新的逻辑环组成之外;NM还提供了检测节点被跳过的机制,如果一个节点被挑过,它立即发送一个Alive消息,以通知其它节点它仍然在线。
    当节点因故障进入LimpHome状态后,由报警器Terror控制周期性的发送LimpHome消息,当NM被停止,或总线进入睡眠,或接收到来自网络的一个有效消息时(意味着通信恢复),进入NMReset进行初始化。当节点收到其它节点的LimpHome消息时,更新LimpHome配置和Actual配置。

    展开全文
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空空如也

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osek间接网络管理