CAN通讯系列补充篇：OSEK NM异常工况分析11

xiaocheng

本文经CSDN博主- 嵌软小白呗允许转发，感谢支持！分享了几篇作者关于AutoSAR NM相关内容后，本文接着了解OSEK NM，OSEK NM也是汽车ECU常用的网络管理方法，后续对两者做个比较，以此可以更清晰地了解网络管理。本文将在原文基础上稍作修改，欢迎关注作者。
原文链接：全面详细讲解OSEK直接网络管理，并对比Autosar网管。介绍提到以逻辑环为学习OSEK NM的突破口，引出4个问题：1、（开始）这个逻辑环是怎么建立的？2、（运行过程）逻辑环运行过程中，有一个新的ECU节点加入怎么处理？3、（运行过程）逻辑环运行过程中，有一个ECU节点异常退出怎么处理？4、（结束）如果所有ECU都不需要工作了，如何结束逻辑环进入休眠？目前还剩运行过程的2个问题未作解答，本文就针对这两个问题进行解答。1 运行过程：逻辑环运行过程中，有一个新的ECU节点加入怎么处理？当CAN总线上各节点唤醒并且处于逻辑环正常工作的时候，在一遍逻辑环的循环中的每个ECU肯定能被指向一次。如果这时有个ECU打开自己的CAN通道接入CAN总线中，CAN总线肯定没有一个ECU发的网管报文是指向它的。这怎么办呢？这时，新加入的ECU需要具备检测自己是否被逻辑环跳过的机制，当发现自己被跳过后，需要立即发送Alive报文，以加入逻辑环中。官方解释及检测是否被跳过的算法流程图，如下所示：



其中：R：Receiver为接收到网管报文的ECU（可以理解为自己）S：Source为发送网管报文的ECU（可以理解为发网管报文过来的ECU）D：Destination为所发送的网管报文的指向地址（可以理解为发网管报文过来的ECU的网管报文的指向地址）以第3行举例如下：


假设Source为0x08，Destination为0x00, Receiver为0x0F。即Source节点发送的网管报文的指向地址为0x00，但是由于Receiver节点的地址是0x0F，因此，Source节点应该发送网管报文的指向地址为0x0F。可以发现Receive节点被跳过了，如下分析：




其它情况也是同样的分析方式。2 运行过程：逻辑环运行过程中，有一个ECU节点异常退出怎么处理？
2.1 某个ECU异常退出对于其它节点网管状态的影响：

逻辑环正常工作的时候，某个节点异常退出，对其它节点而言的现象，就是突然少了这个节点的Ring报文。

我们先看下逻辑环正常工作时，一帧Ring报文对其它节点有什么作用。

影响①：对Ring报文指向的ECU节点的作用。即Ring报文指向的ECU需要开启TTyp计时器，等待计时器到时后就发出它的Ring报文。


影响②：对Ring报文不指向的ECU节点的作用。即当ECU接收到不指向自己的Ring报文的时候，会关闭TTyp定时器，因为Ring报文不指向它，所以下一个发Ring报文的ECU不是它，当然就不需要开启TTyp定时器。

可见，当某个ECU突然退出逻辑环，当出现指向这个ECU的Ring报文时，其它所有ECU的TTyp定时器都会关闭，但由于最后一帧Ring报文指向的这个ECU退出了逻辑环，因此它不会再发出Ring报文了。逻辑环到它这就卡住了。因此，若Ring报文只控制CAN总线网络上ECU节点的TTyp计时器，则还无法监测到某个ECU退出逻辑环的情况。于是，另外一个叫做“TMax”计时器就排上用场了，  “TMax”定义如下：

即两帧Ring报文之间最大的时间间隔。我们再来看下“ TMax”定时器开启、关闭及计时器到时动作，如下图所示：

由上图可见，接收到不指向自己的Ring报文后会开启“TMax”定时器。并且当定时器到时后，NM状态会进入RESET状态。因此，当某个ECU突然退出逻辑环后，其它所有ECU的TTyp定时器都会关闭，但同时会开启“TMax”定时器，当定时器时间一到，CAN总线网络上每个正常节点都进入RESET状态，重新发送Alive报文，然后重复开始建环的动作。


2.2 某个ECU异常退出对自己内部网管状态的影响:首先要知道，正常情况下，参与CAN网络的节点是不可能无故退出网络的，某个ECU退出CAN网络只有两种情况：① 该ECU的接收出问题了，导致无法接收网管报文。② 该ECU的发送出问题了，导致无法发送网管报文。那么，怎么样算接收出问题，怎么样算发送出问题？官方定义两个参数：


这两个参数的值由车企定义。一般来说，rx_limit = 4。tx_limit = 8，阈值rx_limit和tx_limit对应两个计数器：



当NMrxcount大于等于rx_limit或tx_limit大于等于NMtxcount，则认为ECU通信出现错误，NM状态进入NMLimpHome状态。



NMrxcount和NMtxcount计数器累加或清0的条件：



即：
进入NMRest状态：①NMrxcounter加1②NMtxcounter加1进入NMNormal状态：①成功接收网管报文时，清空NMrxcounter②成功发送网管报文时，清空NMtxcounter③有发送网管报文的请求时，NMtxcounter加1好了，当有了一些LimpHome的基本概念后，那么当ECU的通信出错后，具体是如何进入LimpHome状态的？下篇文章我们来详细分析。

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关于OSEK NM与AutoSAR NM的比较及逻辑环异常工况分析：

OSEK NM和AutoSAR NM均为汽车ECU中广泛应用的网络管理方法。逻辑环是OSEK NM的核心机制。针对您提出的几个问题，简要分析如下：

1. 逻辑环建立：基于ECU间的通信，通过特定的协议和数据流程，形成环形通信结构。
2. 新ECU节点加入：当有新节点加入时，需遵循既定的通信协议，进行身份识别、同步等步骤，确保逻辑环的稳定运行。
3. 逻辑环运行中异常处理：在逻辑环运行过程中，若发生异常，如通信中断、数据错误等，网络管理系统会启动错误处理机制，确保系统的稳定性和可靠性。

后续将详细对比OSEK NM与AutoSAR NM的异同，深入分析网络管理的核心差异。欢迎关注原作者嵌软小白呗，获取更多专业、全面的内容。

mizhongquan

尊敬的CSDN博主嵌软小白呗，您好！关于您分享的关于OSEK NM异常工况分析的文章，非常感谢您的转发和支持。以下是我作为汽车工程师对OSEK NM的简要分析：

OSEK NM是汽车ECU中常用的网络管理方法之一，对于其逻辑环的建立，它是基于预定义的规则和通信协议来实现的。当新的ECU节点加入逻辑环时，网络会进行节点识别与配置，确保新节点能够正确接入并遵循逻辑环的运行规则。至于逻辑环在运行过程中的异常处理，OSEK NM会有一套完备的容错机制来处理通信中的错误，如网络超时、数据传输错误等。后续与AutoSAR NM的比较，将会更好地展现两者在网络管理方面的差异和优劣。感谢您的关注！期待您后续关于两者的比较分析。