嵌入式DSP上实现FlexRay总线的方法

　  引 言

　　FlexRay总线是最近推出的一种采用点对点(星型拓扑结构)连接，借助无屏蔽或屏蔽双绞线电缆的先进高速串行同步和异步通信系统。FlexRay总线具有故障容限，可提供500kbps～10 Mbps的确定数据传输速率和24位CRC(循环冗余)校验码。FlexRay是一种时间触发型总线，所有的子系统按照预先设定的时隙进行连续通信。FlexRay总线的推出可以解决目前车载多种电子设备的网络连接问题，而早期的CAN总线和LIN总线已经无法满足现代车载电子设备的高速通信要求。

　　本文介绍一种在嵌入式数字信号处理器(DSP)OMAP5912上实现FlexRay总线的方法。FlexRay总线负责将各个设备的数据传输到DSP，DSP负责对数据进行分析和处理。由于系统采用了DSP，因此可以对车载电子的语音和图像数据的复杂算法进行处理。本文着重讨论DSP和FlexRay总线的软硬件连接。

　　1 FIexRay总线及其控制器MFR4200

　　FlexRay总线是一种全新的总线系统。其主要特性有：

　　①支持双通信通道，每个通道的速率均达到lO Mbps。与CAN协议相比，可用的带宽提高了lO～40倍。

　　②总线数据的访问是基于同步时基的。该时基通过协议自动建立和同步，并提供给应用层。时基的精确度介于0.5 μs和10μs之间。由于采用同步时基，消息在通信周期中拥有固定位置，接收器已经提前知道，消息到达的时间，因此可以根据时间对各种特殊情况进行相应的处理。

　　③FlexRay总线提供消息冗余传输或非冗余传输两种选择，系统可以进行优化，以提高可用性或吞吐量，用户无需调整现有节点中的软件就可以扩展整个系统;同时，支持总线或星型拓扑结构。FlexRay总线提供了大量配置参数，可以支持对系统进行调整，如通信周期的持续时间、消息长度等，以满足不同应用场合的需求。

　　FlexRay总线的这些特性使其可以用于替代CAN总线，适合车载骨干网络、分布式控制系统以及安全系统等应用场合。目前已有多家公司生产FlexRay总线控制器。这里选用Freescale公司的MFR4200总线控制器，介绍其内部结构以及和DSP的软硬件连接方法。

　　MFR4200总线控制器的内部功能框图如图1所示。从图中可以看出，MFR4200总线控制器主要由物理层接收/发送通道、主机HCSl2接口、MEM控制器、电源管理模块以及时钟管理模块等多个部分组成。

图1，MFR4200内部功能框图 

　　物理层通道有两个独立的接收/发送通道，每个通道的速率均达到10 Mbps。在工作状态下，主机可以访问MFR4200的接收通道FIFO和发送消息缓冲区;通过对FIFO和消息缓冲区的配置、控制和读写，实现对物理层数据的收发。接收FIFO最大可以存储59个消息，总线上 的数据帧都将到达总线上所有的MFR4200。每一个MFR4200在收到总线数据帧后，都将经过接收滤波器;滤波器将不属于自己地址的数据帧滤除，只将属于自己的数据帧和广播帧存储到接收FIFO中。