OSEK网络管理

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已于 2023-06-21 17:52:24 修改 · 4.4k 阅读

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#嵌入式硬件 #汽车 #单片机 #网络协议

于 2023-06-21 17:46:42 首次发布

1. 概述

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。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。

2. 状态机

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。

2.1 逻辑环

直接网络管理（以下简称为NM）通过发送和接收两种类型的消息来建立逻辑环：Alive message和Ring message。其中，Alive message是一个节点要加入逻辑环时要发送的消息，Ring message是网络正常工作时的环消息，是从一个节点传递给下一个节点，依次在逻辑环中传递，以表示网络中的节点正常工作。当某一节点功能不正常时，就会周期性的向网络中发送LimpHome message。

Alive在100ms内随机相应，而Ring是以100ms的时间间隔发送的。

逻辑环的建立通过一种发送“令牌（Token）”的方式来进行，按标识符由小到大的顺序进行传递，最初发送Alive message的节点（或者标识符优先级高的节点）成为逻辑环中的第一个发送节点，消息都是以广播的方式发送的，这就使得每个节点发送的消息，其他节点都可以监测到，以确定自己是否为上一个发送节点的后继节点，并更新节点的运行状态等。

2.2 报文帧结构

NM报文帧的结构构成可分为三部分，即CAN ID、报文帧数据场第一个字节及第二个字节（以下简称data[0]和data[1]）

OSEK网络管理报文CAN ID ：一般为4XX，其中XX就是设备的网络ID
data[0]：在Alive状态时填充设备ID，但注意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Token令牌的ID
data[1]：表明当前节点状态，其各个位具体参数如下