科普系列：AUTOSAR與OSEK網(wǎng)絡(luò)管理比較（下）

作者：Ｙｏｕ小編：吃不飽

在上篇中我們分別在狀態(tài)機(jī)和報(bào)文格式方面對OSEK和AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理進(jìn)行了簡單介紹，感興趣的小伙伴請移步至文章《科普系列：AUTOSAR與OSEK網(wǎng)絡(luò)管理比較（上）》。

01

OSEK與AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理特點(diǎn)對比
本篇就是本文的重點(diǎn)了，接下來對比下這兩種網(wǎng)絡(luò)管理之間的共同點(diǎn)以及差別。

共同點(diǎn)

1

都是基于狀態(tài)機(jī)的網(wǎng)絡(luò)管理。

2

都是協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)入休眠以及喚醒。

3

都分配了特定的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，屬于直接網(wǎng)絡(luò)管理。

4

通常情況每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有獨(dú)有的節(jié)點(diǎn)ID（如0x1），與基礎(chǔ)ID(如0x400)共同構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的ID（0x401）。

圖一 通常情況網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文ID組成

5

網(wǎng)絡(luò)喚醒方式都相同，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以由于自己需要通信而主動喚醒網(wǎng)絡(luò)，也可以被網(wǎng)絡(luò)中其它的節(jié)點(diǎn)喚醒。

不同點(diǎn)

喚醒行為不一樣

OSEK網(wǎng)絡(luò)管理喚醒后會發(fā)出一幀特殊網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，用來進(jìn)行建環(huán)，建環(huán)完成后才根據(jù)邏輯環(huán)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文；以三個(gè)節(jié)點(diǎn)建立邏輯環(huán)簡單舉個(gè)例子：

1.通信啟動

網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)發(fā)出Alive報(bào)文。
圖二 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理建環(huán)示意圖（1）

2.確認(rèn)邏輯后繼節(jié)點(diǎn)

所有節(jié)點(diǎn)根據(jù)總線上出現(xiàn)的Alive報(bào)文判斷自身節(jié)點(diǎn)的邏輯后繼節(jié)點(diǎn)。
圖三 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理建環(huán)示意圖（2）

3.發(fā)出Ring報(bào)文

某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出Ring報(bào)文嘗試建環(huán)。
圖四 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理建環(huán)示意圖（3）

4.令牌傳遞

節(jié)點(diǎn)收到指向自身的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文也就是收到令牌后，將數(shù)據(jù)更新后再次發(fā)出。
圖五 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理建環(huán)示意圖（4）下一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到指向自身的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，也是將數(shù)據(jù)更新后再次發(fā)出。圖六 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理建環(huán)示意圖（5）

5.建環(huán)完成

令牌再次傳遞到第一個(gè)發(fā)送Ring報(bào)文的節(jié)點(diǎn)，且令牌傳遞期間沒有節(jié)點(diǎn)發(fā)出Alive報(bào)文。
圖七 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理建環(huán)示意圖（6）而AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理喚醒后直接周期性發(fā)出自身的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文即可，無需發(fā)出特殊的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文。

休眠行為不一樣

OSEK網(wǎng)絡(luò)管理在總線睡眠之前，所有節(jié)點(diǎn)正常發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，待所有節(jié)點(diǎn)都準(zhǔn)備好休眠并發(fā)送SleepInd后，最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送SleepACK，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)再同時(shí)休眠，同樣以三個(gè)節(jié)點(diǎn)簡單舉個(gè)例子：A/B/C三個(gè)節(jié)點(diǎn)處于正常通信，節(jié)點(diǎn)B/C維持網(wǎng)絡(luò)處于通信狀態(tài)，A被維持通信。

1.節(jié)點(diǎn)B就緒休眠

就緒睡眠的節(jié)點(diǎn)在收到指向自身的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文時(shí)，將數(shù)據(jù)更新為攜帶睡眠指示信息的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文再次發(fā)出，此時(shí)僅C請求網(wǎng)絡(luò)通信，A/B被維持通信。
圖八 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理控制同時(shí)休眠示意圖（1）

2.僅節(jié)點(diǎn)C主動維持網(wǎng)絡(luò)通信

Node B準(zhǔn)備休眠發(fā)出攜帶睡眠指示的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，被節(jié)點(diǎn)C維持通信。

Node C依然需要請求網(wǎng)絡(luò)，發(fā)出未攜帶睡眠指示的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，維持節(jié)點(diǎn)A/B處于通信狀態(tài)。

Node A準(zhǔn)備休眠發(fā)出攜帶睡眠指示的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，被節(jié)點(diǎn)C維持通信。

圖九 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理控制同時(shí)休眠示意圖（2）

3.節(jié)點(diǎn)C也準(zhǔn)備休眠

Node B準(zhǔn)備休眠發(fā)出攜帶睡眠指示的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文。

Node C準(zhǔn)備休眠發(fā)出攜帶睡眠指示的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文。

Node A檢測到所有節(jié)點(diǎn)都準(zhǔn)備休眠，發(fā)出后繼節(jié)點(diǎn)指向自身且攜帶睡眠應(yīng)答信息的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文。

圖十 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理控制同時(shí)休眠示意圖（3）此后所有節(jié)點(diǎn)停止網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的發(fā)送，并同時(shí)進(jìn)入休眠。
而AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)休眠之前，只要某個(gè)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備休眠，那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)就不再發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，直到總線上不再發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，那么所有節(jié)點(diǎn)則自行判斷已經(jīng)可以休眠，無需確認(rèn)休眠信息，如下以三個(gè)節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)睡眠舉例：

1.A/B/C三個(gè)節(jié)點(diǎn)都處于請求網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)

所有節(jié)點(diǎn)都周期發(fā)送自身網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文。

圖十一AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理控制同時(shí)休眠示意圖（1）

2.節(jié)點(diǎn)A準(zhǔn)備休眠，節(jié)點(diǎn)B/C依然維持通信

節(jié)點(diǎn)A停發(fā)自身網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，但被節(jié)點(diǎn)B/C維持通信。

圖十二AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理控制同時(shí)休眠示意圖（2）

3.所有節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備好睡眠

所有節(jié)點(diǎn)停發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，等待NM-Timeout timer 超時(shí)并啟動Wait Bus-Sleep Timer。

圖十三AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理控制同時(shí)休眠示意圖（3）

每個(gè)節(jié)點(diǎn)Wait Bus-Sleep Timer超時(shí)后就各自進(jìn)入睡眠模式，總線上不再有通信。

網(wǎng)絡(luò)管理邏輯不同

1）OSEK網(wǎng)絡(luò)管理需要建環(huán)，網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的發(fā)送必須按照邏輯環(huán)進(jìn)行，只有得到“令牌”才能發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，因此需要一個(gè)穩(wěn)定的邏輯環(huán)，網(wǎng)絡(luò)管理才能正常進(jìn)行，對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性要求比較高。
2）AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理則不會受到其他節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的影響，節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)只與自身需求和總線的狀態(tài)有關(guān)，只需要監(jiān)視總線狀態(tài)即可，網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的發(fā)送是周期性的。

網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文格式不一樣

1）OSEK網(wǎng)絡(luò)管理由于邏輯環(huán)的存在報(bào)文包含節(jié)點(diǎn)自身的ID和下一個(gè)發(fā)出網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的節(jié)點(diǎn)的ID，包含用于指示報(bào)文類型以及節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)，即操作碼以及用戶數(shù)據(jù)。

操作碼（Opcode）：OSEK網(wǎng)絡(luò)管理PDU中的byte1，置位這個(gè)字節(jié)中不同位置的位就表現(xiàn)為不同的報(bào)文類型，分別為Alive報(bào)文，Ring報(bào)文，LimpHome報(bào)文，但同一時(shí)刻只能發(fā)送一種類型；這個(gè)字節(jié)中還包含節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，也就是節(jié)點(diǎn)是否準(zhǔn)備好睡眠以及是否確認(rèn)睡眠，各占一個(gè)位。這個(gè)字節(jié)中的其它位則是預(yù)留的。

圖十四 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理操作碼示例2）AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文則由于是廣播發(fā)送的且不需要指定任何節(jié)點(diǎn)，所以報(bào)文只包含自身的ID，和少量的控制信息，即控制位向量，以及用戶數(shù)據(jù)。

控制位向量（CBV）：AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理PDU中的byte1，這個(gè)字節(jié)中包含重復(fù)消息請求信息，主動喚醒信息以及PN相關(guān)等表明節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理的控制信息。

圖十五 AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理控制位向量

對于節(jié)點(diǎn)掉線或者加入的處理不一樣

1）在正常通信OSEK網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)中不論是加入某個(gè)新節(jié)點(diǎn)還是掉線某個(gè)節(jié)點(diǎn)，都會影響網(wǎng)絡(luò)管理的狀態(tài)，需要重新建環(huán)才能維持正常的網(wǎng)絡(luò)管理。
2）而AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理不論是加入新節(jié)點(diǎn)還是已有的節(jié)點(diǎn)掉線都不會影響原有節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)。

02

總 結(jié)
AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理和OSEK網(wǎng)絡(luò)管理是汽車電子網(wǎng)絡(luò)管理中的兩個(gè)常見協(xié)議，本文就狀態(tài)機(jī)、報(bào)文格式等方面對二者進(jìn)行了相應(yīng)的科普和比較。僅以此投石問路，北匯信息后續(xù)會發(fā)布更多的科普系列文章，為大家擴(kuò)展更多的汽車電子方面的知識。
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