OSEK 网络管理 NM报文管理

babylemon828

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一、为什么要网络管理

不同ECU对电源有不同的要求

允许直接断电     ->  座椅模块

断电前需要延时  ->  空调模块

需要一直带电     ->  安全防盗模块

常供电ECU存在静态电流损耗

需要ECU进入低功耗

网络睡眠是ECU低功耗或关闭的必要条件

不同的ECU对于睡眠有不同的需求

二、网络管理的功能

保证网络同步进入睡眠状态􀂉

网络启动后确定网络配置􀂉

运行过程中监控网络配置􀂉

提供网络状态信息

网络故障的处理

三、网络管理的接口

应用程序接口

数据链路层接口

交互层接口

四、OSEK/VDX网络管理

直接网络管理

使用特定的网络管理报文直接监控节点与网络的状态

保证网络的同步睡眠

网络管理报文会影响应用报文的发送

间接网络管理

通过监控应用报文监控节点与网络的状态

网络中的每个节点必须周期性发送报文

直接网络管理采用“令牌环”的机制

通过使用网络管理报文来监测网络节点状态,建立逻辑环形令牌网络。

每个节点都有一个后继节点

按照节点地址大小，从小地址节点大地址节点依次传递令牌 (Ring报文)

如果没有地址再大的节点，则传递至地址最小的节点

令牌环的处理

令牌会被网络中所有的节点接收

但只有地址匹配的节点 (后继节点) 会得到令牌

网络管理报文的格式



网络管理报文类型

Alive报文

    各节点声明自身将要加入到“逻辑环”的报文

Ring报文

    各节点向后继节点传递“令牌”的报文

LimpHome报文

    节点不能正常收发网络管理报文时，节点进入跛足LimpHome状态，之后节点周期性的发送此报文

节点状态

三个主要状态

NMOff

NMOn

网络管理正在运行

NMShutDown

执行一系列清除工作，清除定时器、标志位等

两个核心服务

StartNM( )

StopNM( )

NMOn存在两组并行状态,NMInit和NMActive是NMOn的初始化状态

NMInit、NMAwake、NMBusSleep

NMActive、NMPassive

NMOn子状态

NMInit          ->  完成初始化(主要是硬件初始化)此状态短暂

NMAwake     ->  一般情况，节点长期保持的状态，网络管理通信正常进行（节点检测网络状态）

NMBusSleep ->  睡眠状态，网络管理通信停止（处于低功耗状态）

NMActive      ->  节点参与网络管理

NMPassive     ->  节点不参与网络管理，但仍然监视网络活动



NMAwake子状态

NMReset

软件初始化

发送Alive报文

NMNormal

周期性发送/接收Ring报文

监测节点状态和网络配置的变化

向应用程序提交Normal配置和LimpHome配置

NMLimpHome

跛行状态: 节点不能正常发送/接收网络管理报文

尝试周期性发送LimpHome报文



NMAwake子状态间的转换

NM报文管理

网络管理直接关联的报文为网络管理报文，网络管理报文根据携带数据中byte1字节的不同bit置位可以分为：

Alive报文

Ring报文

LimpHome报文

网络管理报文的格式：

网络管理报文byte1字节中还携带有每个节点是否满足休眠的信息，分别叫SleepInd信息、SleepACK信息。

Alive报文（byte1中bit0置位）：每个节点需要加入逻辑环中时发送的声明。

ID    Data

407  07 01 00 00 00 00 00 00

Ring报文（byte1中bit1置位）：“令牌”在逻辑环中传递的网络管理报文

ID    Data

    407  07 02 00 00 00 00 00 00

LimpHome报文（byte1中bit2置位）：节点处于非正常状态不能收发网络管理报文时发出的特殊报文。

ID    Data

407  07 04 00 00 00 00 00 00

SleepInd信息（byte1中bit4置位）：网络管理报文操作码中携带的数据，表明发出此信息的节点不再主动请求网络通信。

ID    Data

407  07 12 00 00 00 00 00 00

SleepACK信息（byte1中bit4和bit5置位）：表明网络中所有节点都不再需要网络通信，所有节点收到此信息的报文后就停止通信，进入休眠。

ID    Data

42F  2F 32 00 00 00 00 00 00

Alive报文的发送

网络中的ECU初始化完成后

节点发现自身被跳过后

节点接收到Alive报文后的处理

更新网络配置，标识出处于在线状态的节点

判断逻辑环中的后继节点

Ring报文的发送

ECU接收到前继节点的Ring报文，经过TTyp时间后向后继节点发送自己的Ring报文，由此形成逻辑环

Ring报文的目标地址为其后继节点地址

节点接收到Ring报文后的处理

更新网络配置，标识处于在线状态的节点

判断逻辑环中的后继节点

如果目标地址是本地节点，则经过TTyp时间后向后继节点发送Ring报文

如果目标地址不是本地节点，则判断自己是否被跳过，若被跳过，则发送Alive报文表明自己的存在

发送Ring报文后在数据链路层返回发送确认之前接收到一个Ring报文，节点将忽略该报文

节点接收到Ring报文后的处理

目标地址是本地节点

TTyp正常结束

目标地址是本地节点

TTyp期间接收到其他Ring报文

Ring报文的取消

发送Ring报文后在数据链路层返回发送确认之前接收到一个Ring报文，节点将忽略该报文

建立网络连接

各节点分别发送Alive报文

节点接收Alive报文确定网络节点状态和后继节点ID

发送Ring报文，完成整个网络的建立

出现失效节点

失效节点不能接收或发送报文

当Tmax超时，其余节点重新发送alive报文

ECU被跳过

ECU被跳过后重新发送Alive报文

LimpHome报文的发送

处于LimpHome模式的ECU发送LimpHome报文

LimpHome报文的周期是TError

接收到LimpHome报文后的处理

更新网络配置，标识出处于LimpHome状态的节点

Rx_count


接收错误计数器

当成功接收网络管理报文时：Rx_count=0

当Time-out TMax 时：Rx_count=Rx_count + 1



Tx_count


发送错误计数器

当成功发送网络管理报文时：Tx_count=0

当发送网络管理报文时：Tx_count= Tx_count + 1



Rx_Limit


预设固定接收阈值为4

当接收失败计数器到达厥值时，跳到Limphome状态



Tx_Limit


预设固定发送阈值为8

当发送失败计数器到达厥值时，跳到Limphome状态