【习题】6-2 车载FlexRay系统认知（教师版）

《汽车网络及总线技术》习题（教师版）项目六车载其他网络系统认知任务二车载FlexRay系统认知一、填空题（4分/题，共36分）1.由于控制单元在车辆内联网对通信系统技术方面的要求越来越高，同时认识到有必要为基础系统提供一个开放式标准化解决方案，因此开发了新型通信系统FlexRay。2.FlexRay是一个新的通信系统，是一种用于汽车的高速、可确定性的，具备故障容错能力的总线技术，它将事件触发和时间触发两种方式相结合，具有高效的网络利用率和系统灵活性的特点。3.FlexRay系统的目标是在电气与机械电子组件之间实现可靠、实时且高效的数据传输，以便满足新的汽车网络技术的需求。4.FlexRay是专门瞄准下一代汽车应用及“线控”应用的新型网络通信系统。5.FlexRay不仅能简化汽车电子系统和通信系统结构，同时还可帮助汽车电子控制单元变得更加稳定和可靠。6.FlexRay是继CAN和LIN之后的最新研发成果，可以有效管理多重安全和舒适功能。7.强大的错误检测性能和容错功能是FlexRay设计时考虑的重要方面。8.FlexRay总线通过双通道通信，能够提供冗余功能，并且使用星型拓扑可完全解决容错问题。9.FlexRay总线系统可以不同的拓扑结构和形式安装在车内，既可以采用线形总线拓扑结构，也可以采用星形总线拓扑结构，还可以采用混合总线拓扑结构。二、单选题（4分/题，共20分）1.FlexRay的每一个信道具有带宽为（C）。A.1MbpsB.5MbpsC.10MbpsD.20Mbps2.FlexRay还可以作为一个双信道系统运行，因此最大传输速率可以达到（D）。A.1MbpsB.5MbpsC.10MbpsD.20Mbps3.FlexRay总线信号必须在规定范围内，其高电平信号的电压为(B)。A.2.5VB.3.1VC.1.9VD.12V4.FlexRay总线系统接通时，如果无总线通信，则其电压为(A)。A.2.5VB.3.1VC.1.9VD.12V5.不属于FlexRay优点的是(C)。A.数据传输速率较高B.确定性实时数据传输C.使用单通道拓扑D.数据通信可靠三、判断题（4分/题，共24分）1.FlexRay支持系统集成。（√）2.在FlexRay线形总线拓扑结构中，所有控制单元（例如SG1至SG3）都通过一个双线总线连接。该总线采用两个铜芯双绞线，这种连接方式不同于CAN总线。（×）3.FlexRay星形拓扑结构既适合于电气数据传输，也适合于光学数据传输。（√）4.FlexRay线形拓扑结构在两根导线上传输相同的信息，电平相同。（×）5.目前，FlexRay总线已经成为汽车网络系统的标准，将在未来很多年内，引领汽车网络系统的发展方向。（√）6.FlexRay系统的最大传输速率是当前CAN最高运行速率的10倍。（×）四、简答题（4分/题，共20分）1.FlexRay总线已经成为汽车网络系统的标准，请您简要说说请简述FlexRay的同步时基特点。参考答案：FlexRay中使用的访问方式是基于同步时基的。为了能够在联网控制单元内同步执行各项功能，需要一个共同的时基；因为在所有控制单元内利用其自身的时钟脉冲发生器工作，所以必须通过总线进行时间匹配。该时基通过协议自动建立和同步，并提供给应用，时基的精度介于0.5μs和10μs之间（通常为1~2μs）。控制单元测量某些同步位的持续时间，据此计算平均值并根据这个数值调整总线时钟脉冲，这样可以确保最小的时间差在较长时间内也不会导致传输错误，实现同步化。2.在FlexRay协议的开发过程中，关注的主要问题是灵活性，您知道FlexRay的灵活性主要体现在哪些哪些方面吗？参考答案：（1）支持多种方式的网络拓扑结构；（2）消息长度可配置：可根据实际控制应用需求，为其设定相应的数据载荷长度；（3）使用双通道拓扑时，即可用以增加带宽，也可用于传输冗余的消息；（4）周期内静态、动态消息传输部分的时间可随具体应用而定。3.请根据对FlexRay总线系统传输方式的认知，简述冗余数据传输的概念。参考答案：容错性系统中，即使某一总线导线断路，也必须确保数据能继续可靠传输。这一点通过在第二个数据通道上进行冗余信息传输来实现。具有冗余信息传输能力的总线系统使用两个彼此无关的通道。每个通道都由一个双绞线连接组成。一个通道失灵时，故障通道应传输的信息放到非故障通道上一起传输。4.FlexRay总线信号必须在规定范围内，您知道FlexRay总线系统的电压范围是什么吗？请列举出来。参考答案：（1）系统接通：系统接通时，如果无总线通信，则其电压为2.5V；（2）高电平信号：高电平信号的电压为3.1V（电压信号上升600mV）；（3）低电平信号：低电平信号的电压为1.9V（电压信号下降600mV）。5.大部分FlexRay控制单元都是通过一个附加唤醒导线进行唤醒，请您简要说说FlexRay控制单元的唤醒步骤。参考答案：（1）驾驶人用车钥匙或遥控器将车辆开锁。控制单元启用唤醒脉冲并通过唤醒导线将车辆开锁信号（高电平）传输给所连接的FlexRay控制单元。（2）驾驶人打开车门，进入车内。在将车钥匙插入点火开关之前，总线系统内的信号电平再次下降（低电平