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  • OSEK 网络管理
    千次阅读
    2021-11-25 21:30:17

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  • OSEK网络管理.rar

    2021-03-12 20:00:17
    OSEK直接网络管理C代码实现。实际项目源代码。
  • OSEK网络管理

    千次阅读 2021-06-14 20:07:35
    首先弄明白一点,为什么车上的控制需要做网络管理?因为在目前的整车电子电器架构下,整车的部分ECU是需要一直供电,从整车下线到车辆报废,它都一直在工作,想想你的使用情况就明白了,你在任何时候按下遥控寻车...

    3.1.1 概述

    首先弄明白一点,为什么车上的控制器需要做网络管理?因为在目前的整车电子电器架构下,整车的部分ECU是需要一直供电,从整车下线到车辆报废,它都一直在工作,想想你的使用情况就明白了,你在任何时候按下遥控寻车,你的车都能作出反应,这是因为ECU它是一直在工作的。既然ECU一直在工作,它就需要耗电呀,咱们车上就一个蓄电池(商用车是两个),如果你长时间不开车,车上的ECU一直在费电,时间长了,你的车是不是就启动不了了,所以为了规避这个问题,整车厂都给常电供电的ECU都加入了网络管理的功能,比如OSEKNM或者是AutosarNM,本节主要介绍OSEKNM。做了网络管理的ECU,当整车下电到OFF档时,一段时间内没有操作车辆的话,所有这些ECU都会进入低功耗状态,此时每个ECU的电流非常小,几乎会小于2mA,整车静态功耗基本能控制在20mA左右,即使将车辆放置一个月,到时候也能正常启动,这就是网络管理的作用。

    3.1.2 OSEK网络管理

    先介绍下OSEK网络管理状态吧,OSEKNM分为3个主要状态,分别为Reset状态、Normal状态、Limphome状态。ECU刚上电时,处于Reset状态,当它其他ECU建立好逻辑环之后(OSEKNM的核心就是逻辑环),进入Normal状态状态,如果该ECU有故障或总线有故障,ECU进入Limphome状态,如图4-1所示,其实每个状态又分为好几个子状态,后面逐一讲解。

    图 4-1 OSEKNM状态

    知道了OSEKNM的状态,那么ECU在每个状态下都会做什么呢?我们看图4-2,为ECU处于NMReset状态,看数据部分,数据的第一字节为0x19,报文ID也是0x19,数据的第二字节为0x01,见图4-3可知,此字节的Bit1置1,表示次报文为Alive报文,由此可知,当ECU处于NMReset状态时,发出指向自身的Alive置1的报文。见图4-2,ID为0x21,数据的第1字节为0x19,第二字节为0x02,由此可知,当ECU处于NMNormal状态时,会发出指向下一个节点的Ring置1的报文,同理,当ECU进入LimpHome状态,会发出指向自身的LimpHome位置1的报文。

     

    图4-2 Reset状态下的报文

    图4-2 Normal状态下的报文

    图4-3 OSEKNM报文第二字节解析

    3.1.3 OSEK网络管理之逻辑环

    今天介绍下OSEK网络管理最核心的部分,建立逻辑环,先看图4-4,可以看出,正常建环的情况下,上一条NM报文的ID就是下一条NM报文的第一字节的数据,比如划线的3条报文,第一条报文的ID为0x19,数据的第一字节为0xE8,第二条报文的ID为0xE8,数据的第一字节为0xEE,第三条报文的ID为0xEE,数据的第一字节为0x19,所有正常建环的报文的第二字节,其Bit2置1,表示发出了正常建环的Ring报文,这就是所谓的逻辑环,其示意图见图4-5,所有网络管理报文数据的第一字节就是逻辑环中的下一个节点的ID,每条Ring报文的间隔时间为Ttyp(一般是90-120ms)。

    图4-4 逻辑环报文

    图4-5 逻辑环

    接下来讲解一下正常建环过程,如图4-6所示,所有参与建环的ECU在建环初期,发出报文数据的第一字节都是自己的ID,第二字节都是0xC9,即协议里讲的发出指向自身的Alive报文,每个ECU都发完Alive报文之后,就建立起来逻辑环了,看图4-6的后面几帧报文,ECU 25指向了ECU 17,ECU17指向了ECU1D,ECU1D指向了ECU21,ECU21指向ECU22,ECU22指向ECU25,ECU25指向ECU17,形成一个封闭的逻辑环,且第二字节都是Ring置1的Ring报文。

    图4-6 正常建环过程

    再看下ECU进入LimpHome状态时的情况,如图4-7所示,在网络上只有一个NM节点的情况下,ECU上电后,先尝试建立逻辑环,尝试5次后,依旧无法建立逻辑环,则ECU进入LimpHome状态,ECU按TError(一般是1000ms)的周期发送LimpHome位置1的报文,从图4-7可以看出,LimpHome报文的第一字节指向自己,第二字节为0x04。

    图4-7 LimpHome状态报文发送

    3.1.4 OSEK网络管理之休眠唤醒

    这一节看下OSEK网络管理的重要应用,指示ECU的休眠和唤醒,让我们想像一个场景,当你停车下电,下到OFF档,车上的中控屏、仪表等电器件的屏幕都会熄灭,当你锁好门下车后,在一段时间内没有任何操作,你的车这个时候就安安静静的睡着了,整车消耗的蓄电池电量也相当微弱,一般能做到20mA一下,这样子的话,你的车就算放上一个月,等你要用它的时候,它也能正常启动起来,这就是休眠策略带来的好处;同理,当你下午下班的时候,按下遥控寻车,你的车也能响应你的操作,相当于你把车从休眠状态下唤醒了。

    我们结合图4-8,看下OSKE网络管理的休眠过程,当我们下到OFF档时,控制器满足了休眠条件,就会发出睡眠指示位(Sleep.Ind)置1的Ring报文,如图中的第二字节数据为0x12的报文,当所有节点都满足休眠条件,发出0x12的报文后,最后一个休眠节点的下一个节点,就会发出睡眠应答位(Sleep.Ack)置1的Ring报文,如图中的第二字节数据为0x32的报文,同一网段的控制器收到这个报文后,就会进入睡眠状态,这个时候,会停止发送任何报文到总线,等待ECU的内部任务完成后,就会进入低功耗模式,静态电流会变得很小。

    图4-8 OSEK网络管理的休眠

    如果大家想更深入了解和使用,推荐一个视频教程,是一个系列课程,从原理到仿真开发都有讲解

    https://www.ind4.net/#/HomePage/CourseDetail?navType=Curriculum&courseId=2639

    展开全文
  • OSEK网络管理系统整理.pdf
  • OSEK网络管理需求规范

    2019-03-27 13:26:49
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    2018-09-18 17:09:12
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  • OSEK网络管理入门

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    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
  • 学习汽车CAN网络Osek网络管理协议心得,结合测试实践经验,个人总结备忘笔记,可为CAN网络测试了解OSEK网络管理模式做些参考。
  • OSEK网络管理系统.doc

    2022-06-20 12:21:51
    OSEK网络管理系统.doc
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  • AutoSar和OSEK网络管理比较

    万次阅读 多人点赞 2019-08-30 17:06:15
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    共同点:

    1. 都属于直接网络管理。

    2. 网络管理的目的都是协调各节点同步进入休眠及唤醒(主要是休眠)。

    3. 都依靠特定的网络管理CAN报文,每个节点的网络管理ID都不一样。

    4. 唤醒方法相同,第一个唤醒的节点发送网络管理帧即同时唤醒其它节点。

     

    不同点:

    1. 唤醒帧类型不一样:

    网络唤醒后,OSEK要求节点发出的第一帧必须是Alive类型,不能是Ring, Limphome等。

    AutoSar只要求是网络管理帧就行,条件宽松。

     

    2. 休眠的同步算法不一样:

        OSEK网络管理使用令牌环机制,网络地址低的节点传到网络地址高的节点,如果没有更高的节点,就传给最低地址节点。牌环根据ECU的网络地址建立。ECU都会接受网络管理消息,只有和目的地址相同的一个节点才会得到令牌。

    唤醒后建立逻辑环过程:

       1) 控制器唤醒后想参与网络的节点会先发Alive报文申请加入逻辑环。

       2)逻辑环建成后,各节点按顺序发Ring报文向后续节点传递“令牌”。

    同步休眠过程:

       1)如果逻辑环中有节点想休眠,就设置Ring报文中的Sleep.Ind指示位。

       2)当逻辑环中所有的节点都设置了Sleep.Ind指示位,也意味着任何节点接收到所有其它节点的Sleep.Ind指示位。

       3)逻辑环中所有的节点设置Sleep.Ack指示位

       4)任何节点接收到所有其它的节点的Sleep.Ack指示位

       5)所有节点同步进入等待睡眠状态

       6)tWaitBusSleep时间内没有收到唤醒时间,所有节点同步进入睡眠状态。

         AutoSar基于分布式策略,每个节点根据通信系统中发送或者接收到的NM消息来执行自给自足的网络活动。NM消息通过广播发送,所有网络中的所有节点都可以接收到。接收到NM消息表示发送这个NM消息的节点倾向保持网络工作模式(NETWORK MODE)。如果有节点准备好进入总线睡眠模式 (BUS SLEEP MODE),它就停止发送NM消息,但是只要它还能够接收到从其他节点发来的NM消息,它就延迟到总线睡眠模式的变迁。最终,在一定的时限内,由于不再接收到NM消息,每个节点都启动到总线睡眠模式的变迁。如果网络中的任何节点需要总线通信,它可以通过发送NM消息使网络从来总线睡眠模式中唤醒。概括如下:

    1) 每个网络节点如果想保持总线通信,就会一直发送周期性的NM消息;如果它不再需要保持总线通信,它就不再发送NM消息。2) 如果总线通信已经被释放,并且在配置的一段时间内没有发送或者接收到NM消息,则执行到Bus-Sleep模式的转移。

     

    2. PDU结构不一样

    OSEK网络帧PDU包括自己地址,目标地址(下一个令牌环目标),命令状态,用户选择数据。而AutoSar网络帧PDU只包括自己地址,少量控制信息,用户选择数据。内容简单的多。

    小结:

    1. OSEK同步休眠时刻是所有节点都发送Ring请求休眠帧,且收到其它节点的Ring确认休眠帧。而AutoSar的同步休眠时刻是所有节点都停发NM帧,且不能收到其它节点的NM帧。比较而言,AutoSar要简单一些。

    2. OSEK令牌环中有一个节点异常,其它节点就要重新建立环才能维持正常网络状态,策略比较复杂。而AutoSar网络管理中,一个节点异常时不影响其它节点的网络状态。比较而言,AutoSar要简单一些。

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