فليكس راي
FlexRay هو بروتوكول اتصالات شبكية للسيارات، طوّره اتحاد FlexRay للتحكم في الحوسبة داخل السيارة. صُمم ليكون أسرع وأكثر موثوقية من CAN و TTP ، ولكنه أغلى ثمناً. انحلّ اتحاد FlexRay عام 2009، لكن معيار FlexRay أصبح الآن مجموعة من معايير ISO، من ISO 17458-1 [ 1 ] إلى 17458-5 [ 2 ] [ 3 ] .
FlexRay عبارة عن ناقل اتصالات مصمم لضمان معدلات نقل بيانات عالية، وتحمل الأعطال، ويعمل وفق دورة زمنية، وينقسم إلى أجزاء ثابتة وديناميكية للاتصالات التي يتم تشغيلها بواسطة الأحداث والاتصالات التي يتم تشغيلها بواسطة الوقت. ويستخدم بشكل رئيسي في قطاعي الطيران والسيارات.
سمات
يدعم FlexRay معدلات نقل بيانات تصل إلى 10 ميجابت/ثانية ، ويدعم بشكل صريح كلاً من البنية الفيزيائية النجمية والخطية، ويمكن أن يحتوي على قناتي بيانات مستقلتين لضمان تحمل الأعطال (يمكن أن يستمر الاتصال بنطاق ترددي منخفض في حال تعطل إحدى القناتين). يعمل الناقل وفق دورة زمنية، مقسمة إلى جزأين: الجزء الثابت والجزء الديناميكي. يُخصص الجزء الثابت مسبقًا إلى شرائح لأنواع الاتصال المختلفة، مما يوفر حتمية أقوى من سابقه CAN . أما الجزء الديناميكي فيعمل بشكل مشابه لـ CAN، حيث تتحكم العقد في الناقل عند توفره، مما يسمح بسلوك مُفعّل بالأحداث. [ 4 ]
اتحاد
تألف اتحاد فليكس راي من الأعضاء الأساسيين التاليين:
- شركة فريسكيل لأشباه الموصلات
- بوش
- شركة إن إكس بي لأشباه الموصلات
- بي ام دبليو
- فولكس فاجن
- دايملر
- جنرال موتورز
كان هناك أيضًا أعضاء منتسبون مميزون وأعضاء منتسبون في اتحاد فليكس راي. وبحلول سبتمبر 2009، بلغ عدد الأعضاء المنتسبين المميزين 28 عضوًا، وأكثر من 60 عضوًا منتسبًا. وفي نهاية عام 2009، تم حل الاتحاد.
النشر التجاري
كانت أول سيارة إنتاجية مزودة بتقنية FlexRay في نهاية عام 2006، وهي سيارة BMW X5 (E70) ، [ 5 ] مما أتاح نظام تخميد تكيفي جديد وسريع. وتمّ تطبيق تقنية FlexRay بشكل كامل في عام 2008 في سيارة BMW الفئة السابعة الجديدة (F01) .
المركبات
- أودي A4 (B9) (2015–) [ 6 ]
- أودي A5 (F5) (2016–) [ 7 ]
- أودي A6 (C7) (2011-2018) [ 8 ]
- أودي A7
- أودي A8 (D4) (2010-2017) [ 9 ]
- أودي كيو 7 (2015–)
- أودي تي تي الجيل الثالث (2014-2023)
- أودي R8 (2015–2023)
- بنتلي فلاينج سبير (2013-2019)
- بنتلي مولسان (2010-2020) [ 5 ]
- بي ام دبليو X5 (E70) (2006-2013) [ 5 ]
- بي ام دبليو X6 (E71) (2008-2014) [ 10 ]
- بي إم دبليو الفئة الأولى
- بي إم دبليو الفئة الثالثة
- بي إم دبليو الفئة الخامسة (2009-2017) [ 5 ]
- بي إم دبليو الفئة السادسة (2011-2018) [ 11 ]
- بي إم دبليو الفئة السابعة (2008-2015) [ 5 ]
- لامبورغيني هوراكان
- مرسيدس بنز الفئة S (W222) (2013–2020) [ 12 ]
- مرسيدس بنز الفئة S (C217) (2014–2020) [ 13 ]
- مرسيدس بنز الفئة E (W213) (2016–2023)
- مرسيدس بنز الفئة سي (W205) (2015-2023)
- مرسيدس بنز الفئة سي (W206) (2021–)
- مرسيدس بنز الفئة S (W223) (2020–)
- رولز رويس جوست (2009–) [ 5 ]
- لاند روفر
- فولفو XC90 (2015–) [ 14 ]
تفاصيل
ساعة
يتكون نظام FlexRay من ناقل ووحدات تحكم إلكترونية (ECUs). لكل وحدة تحكم إلكترونية ساعة مستقلة. يجب ألا يتجاوز انحراف الساعة 0.15% عن الساعة المرجعية، وبالتالي لا يتجاوز الفرق بين أبطأ وأسرع ساعة في النظام 0.3%.
هذا يعني أنه إذا كانت وحدة التحكم الإلكترونية (ECU-s) هي المرسل ووحدة التحكم الإلكترونية (ECU-r) هي المستقبل، فمقابل كل 300 دورة من المرسل، سيكون هناك ما بين 299 و301 دورة من المستقبل. تتم إعادة مزامنة الساعات بشكل متكرر بما يكفي لضمان عدم حدوث أي مشاكل. تُرسل الساعة في الجزء الثابت. [ 15 ]
أجزاء على متن الحافلة
يتم حساب المتوسط بشكل صحيح في حالة عدم وجود أخطاء. يتأخر الإشارة بمقدار دورتين فقط. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
يتم إلغاء الأخطاء القريبة من منتصف منطقة الدورة الثامنة. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
قد تؤثر الأخطاء القريبة من حدود منطقة الدورة الثامنة على بت الحدود. |
في كل مرة، تقوم وحدة تحكم إلكترونية واحدة فقط بالكتابة إلى ناقل البيانات . يتم الاحتفاظ بكل بت مُراد إرساله على ناقل البيانات لمدة 8 دورات ساعة أخذ عينات. يحتفظ جهاز الاستقبال بمخزن مؤقت لآخر 5 عينات، ويستخدم أغلبية آخر 5 عينات كإشارة دخل.
قد تؤثر أخطاء الإرسال أحادية الدورة على النتائج بالقرب من حدود البتات، ولكنها لن تؤثر على الدورات في منتصف منطقة الدورات الثمانية.
أجزاء مختارة
تُؤخذ عينة من قيمة البت في منتصف نطاق 8 بت . تُنقل الأخطاء إلى الدورات الطرفية، ويتم مزامنة الساعة بشكل متكرر بما يكفي لتقليل الانحراف. (الانحراف أقل من دورة واحدة لكل 300 دورة، وأثناء الإرسال تتم مزامنة الساعة أكثر من مرة كل 300 دورة).
إطار
تُرسل جميع الاتصالات على شكل إطارات. تتكون الرسالة من بايتاتمعبأة بالطريقة التالية:
- إشارة بدء الإرسال (TSS) – البت 0
- إشارة بدء الإطار (FSS) - البت 1
- م مرات:
- إشارة بدء البايت 0 (BSS0) – البت 1
- إشارة بدء البايت 1 (BSS1) – البت 0
- البت رقم صفر من البايت رقم i
- البت الأول من البايت رقم i
- البت الثاني من البايت رقم i
- ...
- البت السابع من البايت رقم i
- إشارة نهاية الإطار (FES) - البت 0
- إشارة نهاية الإرسال (TES) - البت 1
إذا لم يتم إرسال أي شيء، فإن الناقل يبقى في الحالة 1 (جهد عالي)، لذلك يعرف كل جهاز استقبال أن الاتصال قد بدأ عندما ينخفض الجهد إلى 0.
يعرف جهاز الاستقبال متى تكتمل الرسالة من خلال التحقق مما إذا تم استلام BSS0 (1) أو FES (0).
لاحظ أن مدة 8 دورات لكل بت لا علاقة لها بالبايتات. يستغرق نقل كل بايت 80 دورة. 16 دورة لكل من BSS0 وBSS1، و64 دورة لكل بت من بتاته. لاحظ أيضًا أن قيمة BSS0 تساوي 1، وقيمة BSS1 تساوي 0.
مزامنة الساعة
تتم إعادة مزامنة الساعات عندما تتغير الإشارة المصوتة من 1 إلى 0، إذا كان جهاز الاستقبال في حالة الخمول أو يتوقع BSS1.
بما أن التزامن يتم على الإشارة المصوّت عليها، فإن أخطاء الإرسال الصغيرة أثناء التزامن، والتي تؤثر على بتات الحدود، قد تُؤدي إلى انحراف التزامن بما لا يزيد عن دورة واحدة. ولأن عدد الدورات بين عمليات التزامن لا يتجاوز 88 دورة (BSS1، 8 بتات من البايت الأخير، FES وTES - 11 بتًا لكل 8 دورات)، ولأن انحراف الساعة لا يتجاوز دورة واحدة لكل 300 دورة، فإن الانحراف قد لا يُؤثر على الساعة بما يزيد عن دورة واحدة. أما أخطاء الإرسال الصغيرة أثناء الاستقبال فقد تؤثر فقط على بتات الحدود. لذا، في أسوأ الأحوال، تكون البتتان الوسطيتان صحيحتين، وبالتالي تكون القيمة المأخوذة صحيحة.
إليك مثال على حالة سيئة بشكل خاص - خطأ أثناء المزامنة، ودورة مفقودة بسبب انحراف الساعة وخطأ في الإرسال.
الأخطاء التي حدثت في المثال:
- بسبب خطأ في بت واحد أثناء المزامنة، تأخرت المزامنة بمقدار دورة واحدة.
- كانت ساعة جهاز الاستقبال أبطأ من ساعة جهاز الإرسال، لذا فقد جهاز الاستقبال دورة واحدة (مُشار إليها بـ X). لن يتكرر هذا الأمر قبل عملية المزامنة التالية نظرًا للقيود المفروضة على الحد الأقصى المسموح به لانحراف الساعة.
- بسبب خطأ في بت واحد أثناء الإرسال، تم التصويت على بت بشكل خاطئ بالقرب من النتيجة.
على الرغم من كثرة الأخطاء، فقد تم استلام الرسالة بشكل صحيح.
الخلايا الخضراء هي نقاط أخذ العينات. جميعها متزامنة باستثناء الأولى بواسطة الحافة 1->0 في جزء الإرسال الموضح.
| الإشارة المراد إرسالها | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| تم إرسال الإشارة | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| في الحافلة | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| تلقى | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | X | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| صوت الأغلبية 5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | X | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
أدوات التطوير
عند تطوير أو استكشاف أخطاء ناقل FlexRay وإصلاحها، يُعد فحص إشارات الأجهزة أمرًا بالغ الأهمية. تُعد أجهزة تحليل المنطق وأجهزة تحليل الناقل أدواتٍ تقوم بجمع الإشارات وتحليلها وفك تشفيرها وتخزينها، مما يتيح للمستخدمين عرض أشكال الموجات عالية السرعة وقتما يشاؤون.
مستقبل فليكس راي
قد يحل الإيثرنت محل FlexRay في التطبيقات التي تتطلب نطاقًا تردديًا عاليًا والتي لا تتطلب معايير أمان بالغة الأهمية. [ 16 ]
انظر أيضاً
- شبكة منطقة التحكم (CAN)
- إيثرنت أحادي الزوج (SPE)
- شبكة الربط البيني المحلية (LIN) (ISO 17987)
- الأكثر (ISO 21806)
- تم الإرسال (SAE J2716)
مراجع
- ↑ ISO 17458-1
- ↑ ISO 17458-5
- ↑ لورنز، ستيفن (2010). "تطور الطبقة الفيزيائية الكهربائية لتقنية فليكس راي" (ملف PDF) . مؤتمر السيارات 2010. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 16 فبراير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 فبراير 2015 .
- ↑ "كيف تعمل تقنية FlexRay" . شركة فري سكيل لأشباه الموصلات. مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 فبراير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مارس 2014 .
- 1 2 3 4 5 6 ستروبل، أوتو (28 فبراير 2013). الاتصالات في أنظمة النقل . آي جي آي جلوبال. ص 61. ISBN 978-1-46662977-6.
- ↑ "أنظمة مساعدة السائق والسلامة المتكاملة" . مركز أودي الإعلامي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 فبراير 2019 .
- ↑ "أنظمة مساعدة السائق" . مركز الوسائط المتعددة من أودي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 فبراير 2019 .
- ^ ريجلر، ريتشارد. شلينهايدر، يورغ. ماير، ماركوس. بريشلر، رينهارد. بيرغر، إدوارد. برول، ليو (2011). “الهندسة الكهربائية / الإلكترونية الذكية”. ATZextra في جميع أنحاء العالم . 15 (11): 246-251 . دوى : 10.1365 / s40111-010-0269-9 . S2CID 107330814 .
- ↑ "بوابة أودي التقنية - الشبكات" . بوابة أودي التقنية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 فبراير 2019 .
- ↑ "سيارة BMW X6" . بوابة BMW الصحفية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 مارس 2019 .
- ↑ "سيارة بي إم دبليو الفئة السادسة المكشوفة الجديدة" . بوابة بي إم دبليو الصحفية . ص 32. تاريخ الاطلاع: 8 مارس 2019 .
- ^ "2322446_83_Fahrwerk_S_Klasse_en.doc" . مارس ميدياسيت (باللغة الألمانية) . تم الاسترجاع في 8 مارس 2019 .
- ^ "2480996_PI_Kurvenneigung_C217_ENG.docx" . مارس ميدياسيت (باللغة الألمانية) . تم الاسترجاع في 8 مارس 2019 .
- ^ فليس ، مايكل. مولر، توماس م. نيلسون، مارتن. كارلسون ، جوناس (1 مارس 2016). "Fahrzeugintegration des Antriebsstrangs bei فولفو". ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift (باللغة الألمانية). 118 (3): 16-21 . دوى : 10.1007 / s35148-015-0202-7 . ISSN 2192-8800 . S2CID 183153508 .
- ↑ "مقدمة إلى فليكس راي" . www.star-cooperation.com . شركة ستار للإلكترونيات. مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 ديسمبر 2016 .
- ↑ هامرشميدت، كريستوف (18 يونيو 2010). "ما وراء فليكس راي: بي إم دبليو تُعلن عن خططها لتقنية إيثرنت" . إي إي تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 فبراير 2015 .
روابط خارجية
- نظرة عامة على FlexRay: نظرة عامة فنية على FlexRay من شركة National Instruments
- مواصفات FlexRay مؤرشفة بتاريخ 30 مارس 2016 على موقع Wayback Machine
- بروتوكولات الشبكة
