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Chapitre 5 Réseaux embarqués de type « TDMA » Time Division Multiple Access

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Chapitre 5 R seaux embarqu s de type TDMA Time Division Multiple Access - PowerPoint PPT Presentation


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Ingénieur Civil des Mines 2ème année Conception Sûre des Systèmes Embarqués et Ambiants – Module SI342b. Chapitre 5 Réseaux embarqués de type « TDMA » Time Division Multiple Access. 2006 – 2007 Françoise Simonot-Lion ([email protected]). TTP/C Flexray.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
chapitre 5 r seaux embarqu s de type tdma time division multiple access

Ingénieur Civil des Mines

2ème année

Conception Sûre des Systèmes Embarqués et Ambiants – Module SI342b

Chapitre 5Réseaux embarqués de type « TDMA »Time Division Multiple Access

2006 – 2007

Françoise Simonot-Lion ([email protected])

  • TTP/C
  • Flexray

Certains transparents de ce cours proviennent

  • du cours de Nicolas Navet (ENSEM – EMN / 2003-2004)
  • du cours de Philip Koopman (Carnegie Mellon / 2004)
  • des transparents disponibles sur le site de TTTech
  • du document TTP/C, High Level SpecificationDocument Protocol v1.1
pourquoi des r seaux guid s par le temps 1
Pourquoi des réseaux guidés par le temps - 1
  • Futures applications embarquées « X-by-Wire »
    • Domaine « chassis » et « contrôle moteur »
    • Connexion mécanique entre les constituants du système remplacée par une connexion numérique
    • Avantages
      • bruit, vibrations, poids, encombrement, …
      • coût de maintenance, …
      • évolutivité du système
      • confort de conduite, assistance à la conduite, …
    • Problèmes
      • Vérifier, prouver la sûreté de fonctionnement du système

CSSEA SI342b

pourquoi des r seaux guid s par le temps 2

conducteur

processus à contrôler

c

a

Système de contrôle

Capteurs de

consigne

conducteur

réseau

Pourquoi des réseaux guidés par le temps - 2
  • Plusieurs cas de figures
    • Cas 1 : seule la consigne conducteur est transmise via un réseau

CSSEA SI342b

pourquoi des r seaux guid s par le temps 3

c

a

Capteurs de

consigne

conducteur

capteurs

actionneurs

réseau

calculateurs

Système de contrôle

Pourquoi des réseaux guidés par le temps - 3
  • Plusieurs cas de figures
    • Cas 2 : capteurs de consigne / capteurs processus / actionneurs / calculateurs partagent le même réseau

conducteur + processus à contrôler

CSSEA SI342b

pourquoi des r seaux guid s par le temps 4

Capteurs environnement (caméra)

Capteur angle volant

Retour de force

Volant

Assistance à la conduite

Actionneurs

de direction

Réseau

Capteur angle roue

Pourquoi des réseaux guidés par le temps - 4
  • Exemple : « steer-by-Wire »

CSSEA SI342b

syst mes x by wire et architecture de communication
Systèmes X-by-Wire et architecture de communication
  • Besoins en termes de systèmes de communication
    • Déterminisme, robustesse, tolérance aux fautes (détection, surveillance, tolérance)
    • Composabilité (intégration de fonctions au sein d’un ECU, au sein d’un ensemble d’ECU)
  • Des réseaux TDMA (« Time Division Multiple Access ») – Pourquoi ?
    • Déterminisme assuré par une pré-affectation des intervalles de temps (« slots ») aux messages et aux stations
    • Preuve « facile » à obtenir (temps de réponse borné, …)
    • Composabilité assurée par un placement dans les « slots » des divers acteurs communicants
  • Conception d’architectures d’applications « guidées par le temps »

CSSEA SI342b

r seaux de communication embarqu s de type tdma
Réseaux de communication embarqués de type TDMA
  • TTP/C
    • Première publication en 1994
    • Hermann Kopetz – Université de Vienne, Autriche (brevet en 1997)
    • Abondamment étudié, prouvé, testé
    • Systèmes embarqués dans l’automobile  autres applications (aviation, transport ferroviaire, …)
    • Des produits : TTTech (www.tttech.com/)
  • FlexRay
    • Une initiative de l’industrie automobile (1999) – intégration de Byteflight (BMW)
    • Plus de flexibilité (ne remet pas en cause les applications déployées au-dessus de CAN)
    • Pour l’instant, le protocole reste à valider
    • Produits à venir

CSSEA SI342b

ttp c time triggered protocol pour les applications de classe c temps r el dur
TTP/C - « Time Triggered Protocol »pour les applications de classe C (temps réel « dur »)
  • Quelques sites
    • http://www.vmars.tuwien.ac.at/frame-home.html
    • http://tttech.com/technology/articles.htm

Projets connexes

    • https://www.decos.at/index.php
    • http://www.vmars.tuwien.ac.at/projects/xbywire/index.html

CSSEA SI342b

caract ristiques g n rales
Caractéristiques générales
  • Ordonnancement cyclique des messages
  • Accès au médium sur une base de temps stable (pas de collision)
  • Tolérance aux fautes intégrée dans le protocole (support physique redondant)
  • Débits

500kbits/s – 1Mbits/s – 2Mbits/s – 5 Mbits/s – 25 Mbits/s

  • Topologie : bus ou étoile

conforme aux applications relevant de la classe C (D)

CSSEA SI342b

structure d un r seau ttp c

CNI

(échange de données)

Application

Locale

1 micro-contrôleur

Application

Locale

1 micro-contrôleur

Application

Locale

1 micro-contrôleur

Communication

Network

Interface

Communication

Network

Interface

Communication

Network

Interface

Contrôleur

de

Communication

Contrôleur

de

Communication

Contrôleur

de

Communication

SRU

(Smallest Replaceable Unit)

Structure d’un réseau TTP/C

Capteurs / actionneurs

Partie applicative

CNI

CC

Partie communication

Bus physique redondé

CSSEA SI342b

principe de fonctionnement ttp c
Principe de fonctionnement - TTP/C

Exemple d’application

Nœud

Producteur 1

Nœud

Producteur 2

b

a

Réseau

a,b

b

Nœud

Consommateur 1

Nœud

Consommateur 2

CSSEA SI342b

principe de fonctionnement ttp c12

t

a1

a2

a3

a4

a5

a6

a7

Nœud

Producteur 1

CNI

?

a1

a2

a3

a4

a5

a6

b1

b2

b3

b4

Nœud

Producteur 2

CNI

a1

b2

a4

b2

Principe de fonctionnement - TTP/C

?

b1

b1

b2

b2

b3

b5

b4

b6

Réseau

Nœud

Consommateur 1

Nœud

Consommateur 2

CSSEA SI342b

principe de fonctionnement ttp c13

t

a1

a2

a3

a4

a5

a6

a7

Nœud

Producteur 1

CNI

?

a1

a2

a3

a4

a5

a6

b1

b2

b3

b4

Nœud

Producteur 2

CNI

?

b1

b2

b3

b4

Réseau

a1

b2

a4

b2

a1

a4

b2

b2

b2

b2

Principe de fonctionnement - TTP/C

CNI

?

?

Nœud

Consommateur 1

CNI

?

Nœud

Consommateur 2

CSSEA SI342b

principe de fonctionnement ttp c14
Principe de fonctionnement - TTP/C

t

a1

a2

a3

a4

a5

a6

a7

Nœud

Producteur 1

CNI

?

a1

a2

a3

a4

a5

a6

b1

b2

b3

b4

Nœud

Producteur 2

CNI

?

b1

b2

b3

b4

Réseau

a1

b2

a4

b2

CNI

?

a1

a4

?

b2

b2

Nœud

Consommateur 1

CNI

b2

b2

?

Nœud

Consommateur 2

CSSEA SI342b

un n ud ttp

Interface d’entrées/sorties avec l’environnement

Micro-contrôleur (CPU, RAM, ROM)

supportant les tâches applicatives locales

MEDL

Données de

contrôle

TTP/C (ROM)

  • Chien de garde matériel pour garantir un comportement « fail silent »
  • Garde contre le
  • « babbling idiot »

Gardien

de bus

Gardien

de bus

« Message Descriptor List »

Un nœud TTP

CNIDPRAM (Dual Ported RAM)

Contrôleur

Gestion du protocole

TTP/C

CSSEA SI342b

topologies ttp c

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

Bus

Noeud

Noeud

SC

Etoile

SC

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

SC

Noeud

Multi-Etoiles

SC

SC

SC

Noeud

Noeud

SC

Combinaison Bus/Etoile

Noeud

Noeud

SC

Topologies TTP/C

CSSEA SI342b

cluster et fault tolerant unit ftu

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

Noeud

Cluster et « Fault Tolerant Unit » (FTU)

FTU

Bus

  • FTU : ensemble des nœuds réalisant les mêmes calculs (redondance de nœuds)
  • Réplication des informations transmises : chaque nœud émet la même information (3 réplicas / 1 information dans l’exemple)
  • Cluster : tous les nœuds connectés sur un réseau particulier

CSSEA SI342b

fault tolerance shadow sru

Noeud

Fault Tolerance - Shadow SRU

Nœud fantôme

Noeud

Bus

  • Le nœud fantôme :
    • émet uniquement si le nœud principal est défaillant,
    • et, dans ce cas, émet dans le « slot » du nœud principal

CSSEA SI342b

protocoles de type tdma principes

Sync

Nœud

Maître

Nœud

A

Nœud

B

Nœud

C

1

2

3

4

Bus

1

2

3

4

1

2

3

4

t

slot

round

Protocoles de type TDMA – Principes
  • Un « slot » est un intervalle de temps durant lequel une station émet un message
  • Un « round » TDMA est une séquence de slots telle que chaque station parle exactement 1 fois

CSSEA SI342b

ttp c tdma
TTP/C – TDMA
  • Un nœud (une FTU) peut vouloir transmettre plusieurs messages
    • Mais 1 slot / nœud dans chaque « round »
  •  dans un round TDMA,
    • chaque nœud (de chaque FTU) transmet un message (un « réplica » du message) dans son slot (sur chaque bus)
    • le round se termine quand tous les nœuds (de tous les FTU) ont envoyé un message
  • Plusieurs « round » TDMA différents par les messages peuvent être définis (ordre et taille des slots identiques pour tous les rounds)
  • Le « Cluster Cycle » est la suite de tous les « rounds TDMA »
  • Un « Cluster Cycle » est exécuté en boucle
  • Une spécification de « Cluster Cycle » est définie pour chaque mode de marche

CSSEA SI342b

ttp c ordonnancement des messages

A

A

A

M

M

M

2

1

1

B

B

B

M

M

M

1

1

2

C

C

C

M

M

M

D

D

D

M

M

M

2

1

1

2

1

1

TTP/C – ordonnancement des messages

A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D

Noeud

Message

Canal 1

t

Canal 2

1 TDMA round

1 TDMA round

1 Cluster Cycle

CSSEA SI342b

ttp c ordonnancement des messages et tol rance aux fautes
TTP/C – ordonnancement des messages et Tolérance aux fautes
  • FTU
    • Un slot par nœud de la FTU dans chaque « TDMA round »
    • La redondance n’est pas traitée au niveau du protocole mais au niveau supérieur (par exemple, dans OSEK-FTCom)
      • 2 nœuds par FTU ? Assure la transmission en cas de défaillance unique de l’un des nœuds – « protection dans le domaine temporel » – pas de conclusion possible en cas de valeurs transmises divergentes
      • 3 nœuds par FTU ? Conclusion possible en cas de valeurs divergentes (moyenne, par exemple) – « protection dans le domaine des valeurs »
  • « Shadow Node »
    • Un seul slot pour le nœud et son nœud fantôme dans chaque « TDMA round »

CSSEA SI342b

ttp c message descriptor list medl
TTP/C – Message Descriptor List (MEDL)
  • Chaque nœud connaît l’ordonnancement statique de tous les messages du « Cluster Cycle » pour chaque mode de marche
  • Dans un mode de marche donné, à un instant t donné, dans un « Cluster Cycle » correspond :
    • un et un seul nœud
    • un et un seul message
  • Pas d’arbitrage pour l’accès au bus
  • Synchronisation des horloges
  • Arbitrage pour le démarrage et l’intégration de nœuds en ligne

CSSEA SI342b

ttp c gardien de bus bus guardian 1
TTP/C – Gardien de bus (« Bus Guardian ») -1
  • Garantit que le processeur de protocole n’émet des données sur le bus que dans le slot prévu
    • Protection contre les stations qui sont désynchronisées
    • Protection contre les stations bavardes (« babbling idiot »)
  • Le gardien de bus devrait :
    • avoir sa propre horloge
    • ne pas être trop proche physiquement du processeur de protocole (éviter les modes de défaillance communs)
    • avoir sa propre alimentation électrique

CSSEA SI342b

ttp c gardien de bus bus guardian 2

A

A

A

M

M

M

1

1

2

A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D

Noeud

Canal 1

B

B

B

M

M

M

t

Canal 2

2

1

1

C

C

C

M

M

M

D

D

D

M

M

M

2

1

1

2

1

1

Slot B

Slot B

Slot B

Round-Slot B

TTP/C – Gardien de bus (« Bus Guardian ») -2
  • Sur un nœud N, ouverture de la ligne uniquement aux instants spécifiés dans la MEDL
    • exemple, sur le nœud B

CSSEA SI342b

trames ttp c
Trames TTP/C
  • Trame de démarrage (« cold start frame »)

Type

Date globale

Slot de l’émetteur

CRC

  • Trame avec « C-State » explicite

Type

Changement

de mode

C-State

émetteur

« Application

Data »

CRC

16 octets maximum

  • Trame avec « C-State » implicite

Type

Changement

de mode

« Application

Data »

CRC

4 bits

16 bits

CSSEA SI342b

trames ttp c vocabulaire

Application

Message

1

Message

2

Message

3

Hors

Protocole

Message

1

Message

2

Message

3

Message

1

Message

2

Message

3

CNI

« Application Data »

Protocole

Type

Changement

de mode

C-State

émetteur

CRC

Protocole

Trame

Trames TTP/C - vocabulaire
  • Exemple sur une trame avec « C-State » explicite

CSSEA SI342b

trames ttp c calcul du crc

Type

Changement

de mode

C-State

émetteur

« Application

Data »

CRC

Type

Changement

de mode

« Application

Data »

CRC

C-State

émetteur

Trames TTP/C – Calcul du CRC
  • Trame avec « C-State » explicite

Calcul du CRC

  • Trame avec « C-State » implicite

Calcul du CRC

CSSEA SI342b

trames ttp c validit d une trame pour un n ud r cepteur
Trames TTP/C – validité d’une trame pour un nœud récepteur
  • Pour qu’une trame soit acceptée par le nœud qui la reçoit, il faut :
    • qu’elle soit « valide » (conforme à la spécification indiquée dans la MEDL du nœud récepteur)
    • et « correcte » :
      • pour une trame à « C-State » explicite,
        • CRC reçu = CRC calculé
        • et C-State dans la trame = C-State de la station réceptrice
      • pour une trame à « C-State » implicite,
        • CRC reçu = CRC calculé

CSSEA SI342b

trames ttp c phases de transmission

Durée du slot pour le nœud i

Durée du slot pour le nœud i+1

PRP

idle

PSP

TP

PRP

idle

PSP

TP

PRP

idle

PSP

slot i dans le « TDMA round »

slot i+1 dans le « TDMA round »

AT

Action Time

IFG

Inter Frame Gap

Trames TTP/C – phases de transmission

PSP (Pre Send Phase) – TP (Transmission Phase) – PRP (Post Receive Phase)

CSSEA SI342b

ttp c synchronisation des horloges
TTP/C – Synchronisation des horloges
  • Pas de trafic supplémentaire pour synchroniser les horloges
  • 4 nœuds au minimum doivent être « Master Clocks »
    • Dérive maximale de leurs horloges de 10-4 s/s
  • Chaque nœud récepteur compare son horloge à l’horloge de l’émetteur (si celui-ci est « Master Clock »)
    • Si la différence absolue est supérieure à p/2 (p est la précision demandée), le nœud récepteur se considère incorrect (déconnexion)
    • Sinon, le nœud remet à jour son horloge (et les données impliquées)

CSSEA SI342b

ttp c c state
TTP/C – C-State
  • Chaque nœud N émetteur construit et éventuellement transmet dans son « slot » une structure de donnée C-State, qui comprend :
    • horloge de transmission du nœud N (Master Clock)
    • numéro du slot attribué au nœud N dans ce « TDMA round »
    • demande de changement de mode au prochain « Cluster Cycle »
    • vecteur local de « Membership »

vecteur de la vision qu’a le nœud N de tous

les nœuds du « Cluster » (vivant / non reconnu vivant)

CSSEA SI342b

ttp c m canisme d acquittement 1
TTP/C – Mécanisme d’acquittement - 1
  • Acquittement non explicite
  • L’acquittement est déterminé par le nœud N, émetteur dans le slot i, après un traitement des trames en provenance de ses deux successeurs (au plus) dans le TDMA round
    • relation « successeur » de nœud (relation dynamique)
  • Le processus d’acquittement repose sur la comparaison du vecteur de Membership local au nœud N avec les vecteurs de Membership transmis dans les trames
    • Seules les trames valides (émises dans leur slot, longueur correcte) sont analysées
    • Trames à C-State explicite / Trames à C-State implicite

CSSEA SI342b

ttp c m canisme d acquittement 2
TTP/C – Mécanisme d’acquittement - 2
  • Membership envoyé par un nœud A  A est vivant
  • Membership Point d’un nœud
    • Dans la PRP du noeud
  • Membership Recognition Point d’un nœud
    • Instant où la décision est définitive pour ce nœud (trame acquittée / non acquittée)
  • A l’émission, A a une vision des stations vivantes conforme à celle des stations vivantes

Membership

Recognition Point de A

Membership Point de A

Membership Point de B

Membership Point de C

TP A

IFG A

TP B

IFG B

TP C

IFG C

CSSEA SI342b

ttp c m canisme d acquittement 3 processus d acquittement d un n ud a

IFG A

A transmet (C-State : VM(A) vivant)

A reçoit une trame de B

Transmission du nœud B

true

CRC reçu

=

CRC calculé

false

true

CRC reçu

=

CRC calculé

IFG B

false

TTP/C – Mécanisme d’acquittement – 3Processus d’acquittement d’un nœud A

Hypothèse Ia : A suppose que B voit A et B vivants

Hypothèse Ib : A suppose que B voit A non vivant et B vivant

Acquittement de A

Erreur de transmission de B ou B a une vision des autres stations différente de celle de A

B défaillant – prendre un nouveau premier successeur – recommencer avec hypothèse Ia

A ou B est défaillant – continuer avec le deuxième successeur

CSSEA SI342b

ttp c m canisme d acquittement 4 processus d acquittement d un n ud a

A reçoit une trame de C

Transmission du nœud C

true

CRC reçu

=

CRC calculé

false

true

CRC reçu

=

CRC calculé

IFG C

false

TTP/C – Mécanisme d’acquittement – 4Processus d’acquittement d’un nœud A

Hypothèse IIa : A suppose que C voit A vivant, B non vivant et C vivant

Hypothèse IIb : A suppose que C voit A non vivant, B vivant et C vivant

Acquittement de A

B et C n’ont pas bien reçu la trame

Non Acquittement de A

Erreur de transmission de C ou C a une vision des autres stations différente de celle de A

C défaillant – prendre un nouveau deuxième successeur – recommencer avec hypothèse IIa

CSSEA SI342b

ttp c service de membership
TTP/C – Service de Membership
  • Assure que tout nœud vivant sur le réseau a la même vue de l’état des autres nœuds
  • Service réalisé par le mécanisme d’acquittement

CSSEA SI342b

ttp c membership 1

A, B restent dans le Membership

  • Agreed counter++
  • Acknowledgement failure counter = 0

B quitte le Membership

  • Failed slots counter++ si transmission sur les 2 canaux
TTP/C – Membership - 1

IFG A

A transmet (C-State : VM(A) vivant)

A reçoit une trame de B

Transmission du nœud B

Hypothèse Ia : A et B vivants

true

CRC reçu

=

CRC calculé

false

Acquittement de A

Hypothèse Ib : A mort et B vivant

true

CRC reçu

=

CRC calculé

IFG B

false

A ou B est défaillant – continuer avec le deuxième successeur

B défaillant – prendre un nouveau premier successeur – recommencer avec hypothèse Ia

CSSEA SI342b

ttp c membership 2

A, C restent dans le Membership

B quitte le Membership

  • Agreed slots counter++
  • Failed slots counter++
  • Acknowledgement failure counter = 0

C quitte le Membership

  • Failed slots counter++ si transmission sur les 2 canaux
TTP/C – Membership - 2

A reçoit une trame de C

Transmission du nœud C

Hypothèse IIa : A vivant, B mort et C vivant

true

CRC reçu

=

CRC calculé

false

Acquittement de A

Hypothèse IIb : A mort, B vivant et C vivant

true

CRC reçu

=

CRC calculé

IFG C

false

Non Acquittement de A

C défaillant – prendre un nouveau deuxième successeur – recommencer avec hypothèse IIa

CSSEA SI342b

ttp c membership 3

A n’est pas dans le Membership

B, C restent dans le Membership

Si >= une valeur max, le noeud se déconnecte

C quitte le Membership

  • Agreed slots counter++
  • Failed slots counter++
  • Acknowledgement failure counter ++
  • Failed slots counter++ si transmission sur les 2 canaux
TTP/C – Membership - 3

A reçoit une trame de C

Transmission du nœud C

Hypothèse IIa : A vivant, B mort et C vivant

true

CRC reçu

=

CRC calculé

false

Acquittement de A

Hypothèse IIb : A mort, B vivant et C vivant

true

CRC reçu

=

CRC calculé

IFG C

false

Non Acquittement de A

C défaillant – prendre un nouveau deuxième successeur – recommencer avec hypothèse IIa

CSSEA SI342b

ttp c membership 4
TTP/C – Membership - 4
  • Conditions initiales : à l’intégration du nœud
    • Agreed slots counter = 2
    • Failed slots counter = 0
  • Lors de la réception d’une trame, un nœud :
    • Calcule la valeur du Slot Status selon les trames reçues sur les 2 canaux (max de {correct > tentative > other error > incorrect > null frame > invalide})
    • Slot status = correct  agreed slots counter ++
    • Slot status = incorrect ou invalide  failed slots counter ++
  • Après émission réussie, avant le processus d’acquittement
    • Agreed slots counter = 1
  • Détection de « clique »
    • Une fois / round, dans le PSP précédant le slot du nœud A :

agreed slots counter < failed slots counter  le nœud se déconnecte

agreed slots counter - failed slots counter < 2

 erreur globale du système de communication

CSSEA SI342b

flexray
FlexRay
  • Un site
    • http://www.flexray-group.com/

CSSEA SI342b

origine de flexray
Origine de FlexRay
  • 1999 – consortium BMW, Daimler Chrysler, Bosch, Delphi, Motorola, Philips, …
  • Objectif : déterminisme + flexibilité
  • Réutilisation des principes de ByteFlight (BMW)

CSSEA SI342b

flexray topologie couche physique
FlexRay – Topologie, couche physique
  • Bus simple ou redondant
  • Couche physique optique ou électrique
  • Débit : 500 kBits/s  10 Mbits/s
  • Nœud connecté sur un ou les 2 bus (si redondance)
  • Bus ou étoile
  • Réutilisation des principes de ByteFlight (BMW)

CSSEA SI342b

flexray format de la trame

5 + (0..246) + 3 octets

R

E

S

1

R

E

S

2

Frame

ID

Length

S

Y

N

C

Header

CRC

D

U

B

Message ID

ou données

Données

CRC

1

1

12

7

1

9

1

16

0..244 octets

24

Data Update Bit (rafraîchissement de la donnée depuis la dernière transmission)

FlexRay – Format de la trame

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flexray codage des trames
FlexRay – Codage des trames
  • Code NRZ 8N1 : 1 bit start, 1 bit stop, pour chaque octet de données
  • FSS (Frame Start Sequence) : 8 bits 0
  • SOC (Start Of Cycle) : 10 bits 1 – 30 bits 0

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flexray medium access control
FlexRay – Medium Access Control

MAC de type TDMA

MAC F-TDMA

  • Accès au médium : statique / dynamique
  • 3 modes : statique pur – dynamique pur – mixed
  • Cycle de fonctionnement périodique < 64 ms

silence

Trame physique

silence

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flexray partie statique
FlexRay – partie statique
  • Les slots ont tous la même taille (taille max d’une trame)
  • Au plus 4095 slots
  • Un nœud peut avoir plusieurs slots / cycle (<=16)
  • Dans le cas d’un bus redondant, un nœud peut émettre des données différentes dans les slots homologues des deux bus, ou n’émettre rien sur l’un ou les deux bus
  • Gardien de bus
  • Slots libres pour extensions futures
  • Les nœuds sont informés du «MEDL» au startup

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flexray partie dynamique 1
FlexRay – partie dynamique - 1
  • Chaque nœud possède un ou des identificateurs uniques sur l’ensemble du système (=CAN)
  • A chaque identificateur est assigné un intervalle de temps (mini-slot) dans lequel la transmission de la trame correspondante peut commencer
  • Les intervalles sont alloués dans l’ordre des identificateurs
  • Pas de retransmission en cas d’erreur

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flexray partie dynamique 2
FlexRay – partie dynamique - 2
  • Si redondance des canaux, les choix de transmettre ou non peuvent être différents sur chacun des canaux
  • Des transmissions successives d’une trame de même identificateur peuvent être de tailles différentes
  • Le segment dynamique se termine après une durée prédéterminée même si toutes les trames ne sont pas transmises
  • Pas de gardien de bus dans le segment dynamique

Sous certaines hypothèses sur le trafic, il est possible de calculer des pires temps de réponse (= CAN)

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flexray synchronisation d horloge
FlexRay – synchronisation d’horloge
  • Maître unique : un slot dans le cycle statique
  • Multi-maîtres (2 .. 16)

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flexray conclusions
FlexRay – conclusions
  • Meilleure utilisation de la bande passante que TTP/C d’où des débits moins élevés et des CPUs moins coûteux
  • Réutilisation aisée d’applications Event-Triggered développées sur CAN
  • Services spécifiques à l’automobile comme l’endormissement et le réveil des stations
  • Grande flexibilité !

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flexray conclusions53
FlexRay – conclusions
  • TTP/C
    • + Nombreux services pour la SdF (mode de marche, redondance, membership, clique avoidance,…)
    • + Visiblement conçu pour la certification
    • - Comportement en dehors des hypothèses de fautes !? Les hypothèses faites (au plus une faute tous les 2 rounds) sont-elles les bonnes pour l’automobile ??
    • - Flexibilité / incrémentalité faible
  • FlexRay
    • + Conçu spécifiquement pour l’automobile (nécessité de CPU moins puissants que TTP/C, réutilisation des logiciels développés pour CAN, mode veille,…)
    • + Flexibilité
    • - Délibérément peu de fonctionnalités liées à la SdF (redondance, membership) – pb: implémentation moins efficace au dessus de la couche LdD
    • - Validation du protocole !

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