1 FlexRay™ 协议控制器 (E-Ray)

E-Ray IP 模块根据为汽车应用开发的 FlexRay™ 协议规范 v2.1 执行通信【performs communication according to the FlexRay™ 1) protocol specification v2.1】。使用最大指定时钟，比特率可以编程为高达 10 Mbit/s 的值。连接到物理层需要额外的总线驱动器 (BD) 硬件。

1.1 功能列表

E-Ray IP 模块支持以下功能：

符合 FlexRay™ 协议规范 v2.1
每个通道上的数据速率高达 10 Mbit/s
最多可配置 128 个消息缓冲区
8 KB 的消息 RAM 用于存储，例如 128 个消息缓冲区【最大48 字节数据字段】或最多 30 个消息缓冲区【具有 254 字节数据段的消息缓冲区】【128 Message Buffers with max. 48 byte data field or up to 30 Message Buffers with 254 byte Data Sections
可以配置具有不同有效负载长度的消息缓冲区
一个可配置的接收 FIFO
每个消息缓冲区都可以配置为接收缓冲区、发送缓冲区或接收 FIFO 的一部分
主机通过输入和输出缓冲区访问消息缓冲区。

输入缓冲区：保存要传输到消息 RAM 的消息

输出缓冲区：保存从消息 RAM 读取的消息
时隙计数器、循环计数器和通道的过滤【Filtering for slot counter, cycle counter, and channel】
可屏蔽模块服务请求【Maskable module service requests】
支持网络管理
四个服务请求线【Four service request lines】
如果从消息 RAM 到输出影子缓冲区【from MessageRAM to Output Shadow Buffer】的数据传输（由先前对 OBCR 的写访问启动）正在进行，则自动延迟对输出命令请求寄存器 (OBCR)【Output Command Request Register (OBCR)】的读访问。
如果从输入影子缓冲区到消息 RAM 的数据传输（由先前对 IBCR 的写访问启动）正在进行，则自动延迟对输入命令请求寄存器 (IBCR) 的读访问。
用于并行建立传输帧的四个输入缓冲器【Four Input Buffer for building up transmission Frames in parallel】。
指示主机当前可访问哪个输入缓冲区的标志。

1.2 概述

对于 FlexRay™ 网络上的通信，可配置具有最多 254 个数据字节的单个消息缓冲区。消息存储由一个单端口消息 RAM 组成，最多可容纳 128 个消息缓冲区。所有与消息处理有关的功能都在消息处理程序中实现。这些消息处理有关的功能是接收过滤【acceptance filtering,】、两个 FlexRay™ 通道协议控制器和消息 RAM 之间的消息传输、维护传输计划【maintaining the transmission schedule】以及提供消息状态信息。

E-Ray IP 模块的寄存器组可由外部主机通过模块的主机接口直接访问。这些寄存器用于控制/配置/监控 FlexRay™ 通道协议控制器、消息处理程序、全局时间单元、系统通用控制【System Universal Control】、帧和符号处理、网络管理、服务请求控制，以及通过输入/输出Buffer访问消息 RAM缓冲【to access the Message RAM via Input / Output Buffer】。

1.2.1 E-Ray内核描述

  下图显示了 E-Ray 界面的全局视图。

  ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/5788cf1804db4da3bbfd948edf117b2c.png#pic_center)





  图 1  E-Ray 接口的一般框图

  E-Ray 模块通过每个通道的三个 I/O 线与外部世界通信【communicates with the external world via three I/O lines each channel】。RXDAx 和 RXDBx 线是接收数据输入信号，TXDA 和 TXDB 线是发送输出信号，TXENA 和 TXENB 是发送使能信号。

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时钟控制、地址解码和服务请求控制在 E-Ray 模块内核之外进行管理。
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1.2.2 框图

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图 607 E-Ray 框图

客户主机接口 (CIF)

通过通用主机接口将 FPI 总线连接到 E-Ray IP 模块。

通用主机接口 (GIF)

E-Ray IP 模块提供了一个 8/16/32 位通用主机接口，用于连接各种客户特定 (CIF)的主机。配置寄存器、状态寄存器和服务请求寄存器连接到各自的块，可以通过通用主机接口访问这些寄存器。
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输入缓冲器 (IBF)

为了对消息 RAM 中配置的消息缓冲区进行写访问，主机可以将特定消息缓冲区的标头和数据部分写入输入缓冲区。然后**，消息处理程序(MHD)**将数据从输入缓冲区传输到消息 RAM 中选定的消息缓冲区【the selected Message Buffer in the Message RAM.】。

由于输入缓冲区 (IBF) 方案只允许写入整个消息帧【the entire Message Frame】，而不仅仅是其中的一部分，因此 IBF 的数量已从最初的 2 个增加到 4 个。这使得能够部分填充缓冲区并在结束时请求传输入消息RAM【This enables to fill the buffer partly and at the end， request transfer into Message RAM.】？？。因此，2 个额外位允许在 IBF 的两个组之间切换，一个状态位表示 IBF 当前处于活动状态以进行主机写入【Therefore 2 extra bits allow to switch between the two banks of IBF and one status bit signals the IBF currently active for Host writes.】。

输出缓冲器 (OBF)

为了对消息 RAM 中配置的消息缓冲区进行读取访问，**消息处理程序(MHD)**将选定的消息缓冲区传输到输出缓冲区。传输完成后，主机可以从输出缓冲区读取传输消息缓冲区的标头和数据部分。

消息处理程序 (MHD)

E-Ray 消息处理程序控制以下组件之间的数据传输【data transfers】：

输入/输出缓冲器和消息 RAM
两个 FlexRay™ 协议控制器的**瞬态缓冲 RAM【 (TBF 1/2)】和消息 RAM(MRAM)【**Transient Buffer RAMs of the two FlexRay™ Protocol Controllers and Message RAM】

消息 RAM (MRAM)

消息 RAM 由一个单端口 RAM【a single-ported RAM】组成，可存储多达 128 个 FlexRay™ 消息缓冲区以及相关的配置数据（报头和数据分区【Header and Data Partition】）。

瞬态缓冲 RAM (TBF 1/2)

存储两个完整消息的数据部分【Stores the Data Section of two complete messages】。
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FlexRay™ 通道协议控制器 (PRT A/B)

FlexRay™ 通道协议控制器由移位寄存器和 FlexRay™ 协议 FSM 组成。它们连接到用于暂时消息存储【intermediate message storage】的瞬态缓冲 RAM，并通过总线驱动程序 BD【收发器】连接到物理层。

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它们执行以下功能：

位定时的控制和检查
- 接收和传输 FlexRay™ 帧和符号
检查标头 CRC
- 帧 CRC 的生成/检查
与总线驱动程序接口

FlexRay™ 通道协议控制器具有以下接口【The FlexRay™ Channel Protocol Controllers have interfaces to:】：

物理层（总线驱动程序）
- 瞬态缓冲RAM
消息处理器
- 全球时间单位
系统通用控制
- 框架和符号处理
网络管理
- 服务请求控制
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全球时间单位 (GTU)

全球时间单位执行以下功能：
- Microtick 的产生
Macrotick 的产生
通过 FTM 算法进行容错时钟同步【clock synchronization by FTM algorithm】
- 速率校正
- 偏移校正
循环计数器
- 静态段的时序控制
- 动态段的时序控制（微时隙(minislotting)）
- 支持外部时钟校正