概述

AUTOSAR CAN 網(wǎng)絡(luò)管理是一個獨立于硬件的協(xié)議，只能在 CAN 上使用。它的主要目的是協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的正常運行和總線休眠模式之間的轉(zhuǎn)換。

除了核心功能之外，還提供了可配置功能，例如， 實施服務(wù)來檢測所有當前節(jié)點或檢測是否所有其他節(jié)點都準備好休眠。

CAN 網(wǎng)絡(luò)管理(CanNm)功能提供網(wǎng)絡(luò)管理接口(NmIf)和 CAN 接口(CanIf)模塊之間的適配。

網(wǎng)絡(luò)管理的制約

CanNm 的一個通道只與一個網(wǎng)絡(luò)中的一個網(wǎng)絡(luò)管理集群相關(guān)聯(lián)。一個網(wǎng)絡(luò)管理群集在一個節(jié)點中只能有一個 CanNm 通道。

CanNm 的一個通道僅與同一 ECU 內(nèi)的一個網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)。

CanNm 僅適用于 CAN 系統(tǒng)。

CANNm 模塊可以應(yīng)用于任何汽車領(lǐng)域。

網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議

喚醒請求

喚醒請求可分為如下兩種：

本地喚醒請求， 即來自該節(jié)點內(nèi)部的對網(wǎng)絡(luò)的喚醒請求。

遠程喚醒請求， 即來自網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理報文請求。

網(wǎng)絡(luò)管理模式

網(wǎng)絡(luò)管理包含如下三種模式：

睡眠模式

預(yù)睡眠模式

網(wǎng)絡(luò)模式

睡眠模式

當節(jié)點沒有本地網(wǎng)絡(luò)喚醒及遠程喚醒請求時， ECU 通訊控制器切換至睡眠模式， ECU 功耗降低至適當水平。

在睡眠模式下，節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理報文和應(yīng)用報文禁止發(fā)送，并且不能對總線上的報文進行 ACK 應(yīng)答;但可以被總線上的報文喚醒，在被喚醒后才可以對總線報文進行ACK 應(yīng)答。同時節(jié)點在該模式下，如果檢測到有效的喚醒源，節(jié)點必須被喚醒。

預(yù)睡眠模式

當節(jié)點進入預(yù)睡眠模式時，將啟動T_WAIT_BUS_SLEEP定時器。

在預(yù)睡眠模式下，總線活動需靜止下來，最終達到總線上沒有活動，但ECU通訊控制器狀態(tài)應(yīng)處于工作模式。

在該模式下，節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理報文和應(yīng)用報文禁止發(fā)送(為了清空發(fā)送緩存，允許將發(fā)送隊列中已有的報文發(fā)完)，但需對總線上的報文進行ACK應(yīng)答。

網(wǎng)絡(luò)模式

當節(jié)點進入網(wǎng)絡(luò)模式時，將啟動 T_NM_TIMEROUT 定時器。在網(wǎng)絡(luò)模式下成功接收或者發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文時，節(jié)點將重新啟動 T_NM_TIMEROUT 定時器。

網(wǎng)絡(luò)模式分為三種內(nèi)部狀態(tài)：

重復(fù)報文狀態(tài)

常規(guī)操作狀態(tài)

準備睡眠狀態(tài)

重復(fù)報文狀態(tài)

重復(fù)報文狀態(tài)確保節(jié)點從睡眠模式或預(yù)睡眠模式到網(wǎng)絡(luò)模式的轉(zhuǎn)換對網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點可見。

進入重復(fù)報文狀態(tài)時，節(jié)點將(重新)開始網(wǎng)絡(luò)管理報文的發(fā)送，并啟動 T_REPEAT_MESSAGE 定時器。應(yīng)用報文必須在第一幀網(wǎng)絡(luò)管理報文發(fā)送開始后且小于 T_STARTx_AppFrame 內(nèi)發(fā)送。

節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)將保持在重復(fù)報文狀態(tài)直到 T_REPEAT_MESSAGE 時間截止，一旦該時間超時，網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)應(yīng)該離開重復(fù)報文狀態(tài)。

在 重 復(fù) 報 文 狀 態(tài) 下 ， 節(jié) 點 一 旦 接 收 或 發(fā) 送 一 條 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 報 文 ， 或 者T_NM_TIMEROUT 超時，則 T_NM_TIMEROUT 立即重置。

重復(fù)報文狀態(tài)包含兩個子狀態(tài)：

NM 快速發(fā)送子狀態(tài)。節(jié)點在進入 NM 快速發(fā)送子狀態(tài)時，為了快速喚醒網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點必須以快速周期T_NM_ImmediateCycleTime 發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文。

發(fā)送的快速網(wǎng)絡(luò)管理報文數(shù)量由參數(shù) N_ImmediateNM_TIMES 決定，節(jié)點每次成功發(fā)送一條快速周期網(wǎng)絡(luò)管理報文時，該數(shù)值應(yīng)遞減 1。

NM 正常發(fā)送子狀態(tài)。進入NM正常發(fā)送子狀態(tài)后，節(jié)點必須以正常周期T_NM_MessageCycle發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文。

常規(guī)操作狀態(tài)

當節(jié)點因發(fā)生本地喚醒事件需要與網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點進行通訊時，必須保持在常規(guī)操作狀態(tài)，并且以正常周期 T_NM_MessageCycle 發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文。在常規(guī)操作狀態(tài)下，節(jié)點一旦接收或發(fā)送一條網(wǎng)絡(luò)管理報文，或者 T_NM_TIMEROUT 超時，則 T_NM_TIMEROUT 應(yīng)該立即重置。

在常規(guī)操作狀態(tài)下，節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理報文和應(yīng)用報文必須正常發(fā)送。

準備睡眠狀態(tài)

節(jié)點進入準備睡眠后，必須停止發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文。

在準備睡眠狀態(tài)下，節(jié)點一旦接收到一條網(wǎng)絡(luò)管理報文， T_NM_TIMEROUT應(yīng)該立刻重置。T_NM_TIMEROUT超時，節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)應(yīng)進入預(yù)睡眠模式。

網(wǎng)絡(luò)管理報文

AUTOSAR 網(wǎng)絡(luò)管理報文結(jié)構(gòu)如下表所示：

CAN 網(wǎng)絡(luò)管理報文 ID 范圍從 0x500~0x53F，其中報文優(yōu)先級定義為(110) 2 = 6 級， FFFA 為網(wǎng)絡(luò)管理 PGN(自定義)，00~FF 為 ECU 源地址SA;

網(wǎng)絡(luò)管理報文數(shù)據(jù)場的字節(jié) 1 用于發(fā)送控制比特向量(Control Bit Vector)，字節(jié) 2~7 用戶自定義：

當控制器有重復(fù)報文請求，主動回到重復(fù)報文狀態(tài)，并將重復(fù)報文請求位置 1;當該控制器離開重復(fù)報文狀態(tài)，將重復(fù)報文請求位清零;控制器由于其他條件(本地喚醒或接收到其他控制器重復(fù)報文狀態(tài)位置 1 的 NM 報文)而回到重復(fù)報文狀態(tài),重復(fù)報文請求位保持 0。

當控制器由于本地喚醒進入重復(fù)報文狀態(tài)時，主動喚醒位置 1，直到重新進入預(yù)睡眠模式時清零;當控制器由于遠程 NM 報文喚醒，主動喚醒位保持 0。

網(wǎng)絡(luò)管理常用參數(shù)

狀態(tài)遷移

狀態(tài)遷移條件

NM_01

網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點的上電后(Battery Power on)，節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)管理模塊初始化，初始化完成后進入睡眠模式，具備被本地喚醒事件或者遠程喚醒請求的能力。

NM_02

當網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點處于睡眠模式時，如果收到有效的遠程喚醒請求，那么節(jié)點必須離開睡眠模式并進入重復(fù)報文狀態(tài)的 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)。

進入 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)后，在定時器 T_REPEAT_MESSAGE 超時前，節(jié)點必須以以 T_NM_MessageCycle 為周期發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文。

NM_03

如果節(jié)點在睡眠模式下檢測到本地喚醒請求，那么節(jié)點必須主動喚醒網(wǎng)絡(luò)， 進入NM 快速發(fā)送子狀態(tài)， 并將主動喚醒位設(shè)置為 1。

節(jié)點進入 NM 快速發(fā)送子狀態(tài)后，需以 T_NM_ImmediateCycleTime 為周期，發(fā)送數(shù)量為 N_ImmediateNM_TIMES 的網(wǎng)絡(luò)管理報文。

NM_04

處于 NM 快速發(fā)送子狀態(tài)的節(jié)點，在計數(shù)器 N_ImmediateNM_TIMES 為零時，將進入 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)。

NM_05

處于重復(fù)發(fā)送狀態(tài)下的節(jié)點，如果 T_NM_TIMEROUT 超時，節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)不應(yīng)改變，但 T_NM_TIMEROUT 必須重置。

NM_06

處于 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)的節(jié)點，當 T_REPEAT_MESSAGE 超時， 主動喚醒模式下，則進入常規(guī)操作狀態(tài)。節(jié)點繼續(xù)保持以正常周期 T_NM_MessageCycle發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文和相關(guān)的應(yīng)用報文。

NM_07

處于常規(guī)操作狀態(tài)的節(jié)點，如果節(jié)點自身有重復(fù)報文請求，節(jié)點將網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)切換到重復(fù)報文狀態(tài)的 NM 快速發(fā)送子狀態(tài);如果節(jié)點收到其他節(jié)點重復(fù)報文請求位置 1 的 NM 報文，節(jié)點將網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)切換到重復(fù)報文狀態(tài)的 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)。

NM_08

處于常規(guī)操作狀態(tài)下的節(jié)點，如果 T_NM_TIMEROUT 超時，節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)不應(yīng)改變，但 T_NM_TIMEROUT 必須重置。

NM_09

處于常規(guī)操作狀態(tài)下的節(jié)點，如果本身不需要網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點馬上將網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)切換到準備睡眠狀態(tài)，同時停止發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報文，保持應(yīng)用報文的發(fā)送和接受，每次接受到網(wǎng)絡(luò)管理報文，重置T_NM_TIMEROUT定時器。

NM_10

處于準備睡眠狀態(tài)的節(jié)點，如果檢測到本地喚醒請求，則將網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)切換到常規(guī)操作狀態(tài)。

NM_11

處于準備睡眠狀態(tài)的節(jié)點，如果節(jié)點自身有重復(fù)報文請求，節(jié)點將網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)切換到重復(fù)報文狀態(tài)的 NM 快速發(fā)送子狀態(tài);如果節(jié)點收到其他節(jié)點重復(fù)報文請求位置 1 的 NM 報文，節(jié)點將網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)切換到重復(fù)報文狀態(tài)的 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)。

NM_12

處于 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)下的節(jié)點，當 T_REPEAT_MESSAGE 超時，且自身無網(wǎng)絡(luò)請求，節(jié)點將立即進入準備睡眠狀態(tài)，并開啟CANNM_WBS_TIMER定時器。

NM_13處 于 準 備 睡 眠 狀 態(tài) 的 節(jié) 點， 如 果 不 再 收 到 本 地 或 遠 程 喚 醒 請 求 ， 在CANNM_WBS_TIMER超時后，節(jié)點將進入預(yù)睡眠模式，進入預(yù)睡眠模式后開啟T_WAIT_BUS_SLEEP 定時器.

NM_14

處于網(wǎng)絡(luò)模式的節(jié)點，在成功接收或者發(fā)送一幀網(wǎng)絡(luò)管理報文后，節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)處于預(yù)睡眠模式的節(jié)點，如果收到遠程喚醒請求，將進入重復(fù)報文狀態(tài)的 NM 正常發(fā)送子狀態(tài)。

NM_16

處于預(yù)睡眠模式的節(jié)點，如果收到本地喚醒請求，將進入重復(fù)報文狀態(tài)的 NM 快速發(fā)送子狀態(tài)。

NM_17

處 于 預(yù) 睡 眠 模 式 的 節(jié) 點 ， 如 果 不 再 收 到 本 地 或 遠 程 喚 醒 請 求 ，在T_WAIT_BUS_SLEEP 超時后，節(jié)點將進入睡眠模式。

故障處理

節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理所在的網(wǎng)絡(luò)總線不可用時，必須執(zhí)行如下行為：

如果節(jié)點沒有準備好睡眠，但總線變得不可用，則不應(yīng)該進入睡眠模式。

如果節(jié)點已準備好睡眠，但總線變得不可用，則應(yīng)該進入睡眠模式。

如果總線不可用，但節(jié)點狀態(tài)變?yōu)闇蕚渌?，則應(yīng)該進入睡眠模式。

如果總線不可用，但節(jié)點狀態(tài)變?yōu)槲礈蕚浜盟?，則不應(yīng)該進入睡眠模式。

網(wǎng)絡(luò)管理的故障處理不適用于已經(jīng)處于睡眠模式的節(jié)點，因為在睡眠模式下無通信行為，此時總線不可用是難以檢測到的。

審核編輯：湯梓紅