一文搞懂CAN总线的AUTOSAR网络管理

开垦者

什么是AUTOSAR？

官方一点：AUTOSAR 就是AUTomotive Open System ARchitecture的简称，中文翻译就是汽车开放系统架构。
直白一点：将汽车电子控制单元（ECU）的软件底层做了一个标准的封装。使得大家都能共用一套底层软件，只需要修改其中的一些参数，就可以匹配不同硬件，也可以匹配不同的应用层软件。如此之后，用户只需要专心负责应用层功能开发即可，底层都交给AutoSAR工程师就行了。
再直白一点：“就是一套写的比较好的底层软件”。其实现了硬件驱动的封装（类似于STM32的库），实现了操作系统的功能。用户只需要开发操作系统上层的软件应用即可（类似于基于安卓开发App）。
再再再直白一点：各个厂家在五花八门的硬件上随意开发，想怎么写就怎么写，怎么爽怎么来，导致开发一时爽，维护火葬场，如果底层硬件换掉了，上面的代码基本就要全部推倒重来，而且不同厂家之间的代码移植性也几乎没有，各个厂家和工程师都很头大，于是AUTOSAR应运而生。AUTOSAR将各个硬件的底层接口做了封装，以后如果换硬件，只需要配置一下AUTOSAR，告诉它我换硬件了，赶紧给我适配就可以了，上层代码完全不需要改动就可以使用。从开发的角度来讲，提高了代码的复用性，降低了代码的复杂度，提高了代码的可维护性。



什么是网络管理？

网络管理的目的是使网络中的ECU节点有序的睡眠和唤醒。在没有通信需求的时候睡眠，在需要通信的时候唤醒，可以节约汽车电池的电量。



什么是CAN总线？

这个CSDN和知乎都有很多的介绍，这里就不赘述了。



CAN总线的AUTOSAR网络管理报文



（以下简称NM报文）长啥样？

首先要明确一点，NM报文就是CAN报文。NM报文符合CAN报文的格式，由帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结尾组成。
一般厂家在设计的时候会规定好NM报文的ID范围。
举个例子：规定标识符在0x500到0x5FF范围为NM报文。当在CANoe中抓取到此ID范围内的报文，那就是NM报文。


此报文ID=0x502，那么它就是一帧NM报文


NM报文数据场
NM报文的重点在于数据场8字节里的内容：


NM报文数据场内容格式
Byte0：这里填的是ECU的地址，或者叫ECU的ID；
此报文的ID=一个基础值+ECU的ID，例如厂家规定基础值为0x500，那么此报文的ID=0x500+0x8=0x508；
这里要注意区分报文的ID和ECU ID的概念，很容易混淆；
Byte1：


NM报文数据场byte1格式
这里关注下bit0和bit4：
bit0：当此位置1时强制进入RMS（下面会讲到）；
bit4：告诉其他节点自身是怎么被唤醒的。
置0：被动唤醒、远程唤醒，比如被其他节点发送的NM报文唤醒；
置1：主动唤醒、本地唤醒，比如给ECU上电；
byte2-byte7里的user data数据由用户自行定义。



CAN NM状态介绍

AUTOSAR网络管理有三种状态：
睡眠模式（Bus-Sleep Mode）：当节点没有本地网络唤醒以及远程唤醒请求时，ECU通讯控制器切换至睡眠模式，ECU功耗降低至适当水平；此模式下，NM报文只收不发，APP报文不收不发，当出现有效唤醒源时必须要被唤醒；
预睡眠模式（Prepare Bus-Sleep Mode）：这个状态是为了等待总线上的所有节点能够在进入Bus-Sleep Mode之前有时间停止节点的active状态（如清空队列中为发送的报文）；此模式下，NM报文只收不发，APP报文不收不发，如果缓冲区有APP报文那可以继续发完；
网络模式（Network Mode）：
包含3个子状态：
重复报文状态（Repeat Message State）：NM报文可收可发，APP报文可收可发；
正常工作状态（Normal Operation State）：NM报文可收可发，APP报文可收可发；
准备睡眠状态（Ready Sleep State）：NM报文只收不发，APP报文可收可发；

总结见下图：





定时器及参数介绍



第5小节和第6小节的内容看一遍可能理解不了，学完下面的状态迁移图，再回过来多看几遍就能理解了。



状态机



现在终于来到AUTOSAR网络管理的最难理解也是最容易使人秃头的状态机了，这里我不打算把每一条状态转换的文字描述直接贴上来，跟着我的思路，我们来一个一个看吧。
在开始之前，先了解一下各种缩略语：
BSM-睡眠模式 NM-网络模式 PBM-预睡眠模式
RMS-重复报文模式 NOS-正常操作状态 RSS-准备睡眠模式
01：给ECU上电，ECU自己就会初始化进入睡眠模式。如果没有唤醒源来唤醒此节点，那就会一直待在睡眠模式。
02+03：当出现本地唤醒（03）或者远程唤醒（02）时，进入RMS状态。这里再解释下，本地唤醒就是我自己想要主动和其他节点通信；远程唤醒是其他节点想要和我通信。
04：我们现在已经走到网络模式的重复报文子状态了。话说为什么叫重复报文子状态呢，因为在这个状态里的时候，ECU需要一直发送周期报文，来告诉别人：我在线，性感ECU在线陪聊，你再不来找我我就要开始想念你......
如果是走03（本地唤醒）进来的，那么需要先在NM Immediate Transmit State中以很快的周期发送N帧报文（例：以20ms的周期连续发送5帧报文），发完这N帧报文再进入到NM Normal Transmit State中以正常的周期发送报文（例：500ms为周期发送报文。这个在上面的表格里有定义）。如果是直接走02进来的，那么直接以正常周期发送NM报文就可以了。一直发到T_repeat_message定时器超时。
这一步的目的是如果是本地唤醒的话，可能此ECU下面还有很多从属节点，当此ECU唤醒之后，需要同时唤醒其他兄弟节点一起通信，所以最开始的N帧报文周期很短，目的是为了快速、低延迟地唤醒其他节点。为什么被远程唤醒就不需要这一步呢？欢迎大家在评论区里一起讨论~
06+12：且慢，我们先来计算一下从BSM到这一步花费了多少时间了。参考上面定时器的定义，在02或03中，最大唤醒时间为T_wake_up=200ms；在04中，T_repeat_message=1600ms。总计1800ms，差不多为2s的时间，此时ECU有可能已经不需要通信了（2019-11-29补充：ECU持续处于唤醒状态的条件是有持续的唤醒源，例如一直有NM报文远程唤醒、或一直有本地唤醒源例如上电）。如果还需要继续通信，走06，进入NOS，继续周期发送NM报文，可以收发APP报文，当不再需要通信了，就停止发送NM报文，等待T_NM_timeout超时之后走09；如果直接不需要通信了，直接走12。
10：收到本地唤醒，进入NOS。
11：收到NM报文的byte1字节的重复请求位如果置1，强制进入RMS。
08+14+05：T_NM_timerout定时器超时，不改变当前状态。定时器需要重置。
13：在RSS状态，NM报文不可以发送。等待T_NM_TIMEOUT定时器超时后进入PBM。
15+16：PBM状态只可以接收NM报文，其他报文不发不。收到远程唤醒，走15；收到本地唤醒，走16。
17：如果PBM状态收不到任何唤醒源，在T_WAIT_BUS_SLEEP定时器超时后进入BSM。
以上就是CAN总线AUTOSAR网络管理的内容分享。

andyo7

关于CAN总线的AUTOSAR网络管理，简而言之，AUTOSAR是一套开放的汽车软件架构标准，它将汽车电子控制单元的底层软件进行了标准化封装，便于硬件与软件的分离，简化了开发工作。具体到CAN总线应用中，AUTOSAR实现了ECU间的高效通信与数据管理。它为不同ECU之间的交互提供了一个统一、可靠的平台，增强了汽车的网络管理能力。它确保了对不同供应商的软件集成方便，并且提供了一个良好的平台更新策略，对车辆升级和安全保障尤为关键。此套标准极大减轻了开发负担，推动汽车电子行业的发展。

mizhongquan

对于CAN总线的AUTOSAR网络管理，AUTOSAR即汽车开放系统架构，旨在实现汽车电气化标准的整合和共享。AUTOSAR核心功能在于为汽车电子控制单元（ECU）的软件底层提供一个标准化封装，使开发者无需关注底层细节，专注于应用层功能开发。AUTOSAR对硬件驱动进行封装，使其能够适用于不同的硬件平台和软件应用。简而言之，AUTOSAR犹如桥梁，连接硬件与软件，提高开发效率与兼容性。

随风1

关于CAN总线的AUTOSAR网络管理，这是一种在汽车行业中广泛应用的开放系统架构，旨在规范汽车电子控制单元的软件底层，使得不同的硬件和应用层软件能够无缝对接。它实现了硬件驱动的封装，类似于STM32的库，为开发者提供了便捷的开发环境。AUTOSAR通过标准化底层软件，让开发者只需专注于应用层功能开发，提高了开发效率。此外，AUTOSAR还提高了汽车的安全性、可靠性和可升级性。总的来说，AUTOSAR是一套高效、统一的汽车软件底层解决方案。

loohoolinda

关于CAN总线的AUTOSAR网络管理，以下是我的回复：

AUTOSAR是汽车开放系统架构的简称，其核心在于为汽车电子控制单元（ECU）的软件底层提供了一个标准化封装。这意味着不同的硬件和应用层软件可以基于这一架构进行无缝对接。AUTOSAR实现了硬件驱动的封装，类似于STM32的库，使得开发者能更专注于应用层功能开发，而将底层管理交给专业的AutoSAR工程师。在CAN总线网络中，AUTOSAR通过标准化的通信接口和协议，确保了各ECU间的信息准确传输和管理。这种架构增强了汽车系统的可靠性和互操作性。

随风1

针对您关于CAN总线的AUTOSAR网络管理的询问，AUTOSAR是汽车开放系统架构的简称，其主要作用是将汽车电子控制单元的软件底层进行标准化封装。通过这种方式，AUTOSAR实现了硬件驱动的封装，类似于STM32的库，为开发者提供了统一的接口和通信协议。这使得开发者能够专注于应用层功能开发，而底层细节则由AutoSAR工程师负责。AUTOSAR对CAN总线等网络通信的底层管理尤为关键，确保各ECU之间的信息传递效率和可靠性。总的来说，AUTOSAR简化了汽车ECU开发过程，提高了系统的兼容性和安全性。

zy_wawj

针对您关于CAN总线的AUTOSAR网络管理的询问，AUTOSAR是一套标准化的汽车开放系统架构，旨在将汽车电子控制单元的软件底层进行封装，使得硬件和软件分离，便于开发者专注于应用层功能开发。AUTOSAR通过封装硬件驱动（类似于STM32的库）和操作系统服务，为汽车ECU提供了稳定和可靠的底层支持。在网络管理方面，AUTOSAR定义了统一的标准接口和通信协议，确保不同ECU之间的信息传输安全和高效。这些特点提升了汽车系统的模块化程度，并促进了不同厂商间的技术合作与标准化进程。

lichengwan

针对您关于CAN总线的AUTOSAR网络管理的疑问，我会尽量简洁且专业地为您解答。AUTOSAR是汽车开放系统架构的简称，它主要作用在于对汽车电子控制单元（ECU）的软件底层进行标准化封装。这意味着开发者只需关注应用层功能开发，而无需深入底层设计。AUTOSAR实现了硬件驱动的封装，为CAN总线网络管理提供了标准化、模块化的解决方案，提高了开发效率和系统稳定性。通过AUTOSAR，不同硬件和应用层软件可以无缝对接，极大地简化了汽车网络的开发和管理。

lihu35

关于CAN总线的AUTOSAR网络管理，我可以简单为您解答。AUTOSAR即汽车开放系统架构，是一种汽车电子控制单元的软件底层标准封装。它将硬件驱动的复杂性进行了封装，类似于STM32的库，使得开发者能更专注于应用层功能开发。在CAN总线网络中，AUTOSAR负责管理各个ECU之间的通信，确保信息的准确传输。它提高了软件的可重用性和互操作性，降低了开发成本，并增强了系统的稳定性。总之，AUTOSAR为汽车电子设备开发提供了一个标准化的基础平台。

随风1

针对您关于CAN总线的AUTOSAR网络管理的询问，AUTOSAR即汽车开放系统架构，主要目的是为汽车电子控制单元（ECU）的软件底层提供一个标准化封装。这意味着它能够将硬件与软件分离，使得开发者只需关注应用层功能开发，而底层则由AutoSAR工程师负责。AUTOSAR实现了硬件驱动的封装，类似于STM32的库，从而简化了不同ECU之间的通信管理，特别是在CAN总线系统中。它促进了汽车内部各电子模块之间的信息交互标准化，提高了系统的灵活性和可靠性。

shuizhonghua

针对您关于CAN总线的AUTOSAR网络管理的询问，AUTOSAR是一套标准化的汽车开放系统架构，其核心目标是提供汽车行业内一致的软件接口。这减少了系统复杂度并加速了汽车系统组件的集成。AUTOSAR不仅封装了硬件驱动的底层软件，还为通信协议（如CAN总线）提供了标准化接口。这意味着不同制造商开发的ECU能够无缝通信并协调工作，从而促进产品的迭代与更替同时降低软件开发与测试的复杂性。关于AUTOSAR在网络管理中对于CAN总线的具体实现和应用细节，由于涉及具体的硬件平台和开发策略会有所不同，需要更详细的文档和具体开发过程中的实践来了解。

babylemon828

关于CAN总线的AUTOSAR网络管理，简而言之，AUTOSAR是一套开放的汽车软件架构标准，它将汽车电子控制单元的底层软件进行了标准化封装，便于硬件与软件的分离，简化了开发工作。具体到CAN总线应用，AUTOSAR提供了统一的接口与通信协议，使得不同厂家的ECU可以无缝连接和协同工作。这意味着开发者只需专注于应用层功能开发，底层管理交由AUTOSAR处理。在实际应用中，AUTOSAR能显著提高开发效率，降低维护成本，是汽车行业软件和硬件标准化进程中的重要一步。

huangguang

针对您关于CAN总线的AUTOSAR网络管理的疑问，以下是专业的回复：

AUTOSAR，即汽车开放系统架构，是一种汽车电子控制单元的软件底层标准化封装。它将硬件驱动的底层实现进行了封装，类似于STM32的库，旨在为汽车开发者提供统一、标准化的软件开发环境。这使得开发者仅需关注应用层功能开发，而无需过多涉及底层细节。AUTOSAR的应用在于，它能确保不同硬件和软件的兼容性，提高开发效率，确保软件的可移植性和复用性。在CAN总线网络中，AUTOSAR负责管理各ECU之间的通信，确保信息的准确传输。

cqzyf

针对您关于CAN总线的AUTOSAR网络管理的帖子回复如下：

AUTOSAR即汽车开放系统架构，它是一个标准化汽车电子控制单元（ECU）软件底层架构。其主要功能是对硬件驱动进行封装，类似于STM32的库，方便开发者只需关注应用层功能开发，而底层工作则由AutoSAR工程师负责。AUTOSAR在CAN总线网络管理中有着重要作用，它确保了不同ECU间的通信标准化和兼容性，提高了汽车系统的可靠性和稳定性。通过AUTOSAR架构，开发者能更高效地开发、测试和维护汽车系统。

希望以上回复有助于您一文搞懂CAN总线的AUTOSAR网络管理。