图2 FlexRay节点结构
(3) FlexRay网络拓扑结构
FlexRay的网络拓扑结构主要分为3种：总线式，星型，总线星型混合型。在星型结构中还存在级联方式。通常，FlexRay节点可以支持2个信道，在双信道系统中，不是所有节点都必须与2个信道连接。与总线结构相比，星状结构的优势在于：它在接收器和发送器之间提供点到点连接。该优势在高传输速率和长传输线路中尤为明显。另一个重要优势是错误分离功能。双通道备用星型结构如图3所示。
图3 FlexRay网络拓扑结构
(4) FlexRay状态
FlexRay的节点有6个基本的运行状态：
1)配置状态(默认配置/配置)：用于各种初始化设置，包括通信周期和数据速率。
2)就绪状态：用于进行内部的通信设置。
3)唤醒状态：用于唤醒没有在通信的节点。当节点的收发器接受到唤醒特征符后，对主机处理器和通信控制器进行上电，唤醒并激活通信控制器、总线驱动器和总线监控器。
4)启动状态：用于启动时钟同步，并为通信做准备。只有将节点唤醒后，才能启动节点工作。系统的启动由2个逻辑步骤组成，冷启动节点启动和其他非冷启动节点通过接受启动帧与冷启动节点整合到一起。
5)正常状态(主动/被动)：可以进行通信的状态。
6)中断状态：表明通信中断。
FlexRay状态图如图4所示。
图4 FlexRay状态
3 车电总线接口单元设计
3.1 总线接口单元组成
在综合化处理系统架构中，车电总线访问可简化为下列部分：主控单元，RapidIO交换单元，总线接口单元和车电总线。主控单元包含处理器和PCIe-SRIO转接桥。处理器将信号发送至PCIe-SRIO转接桥，数据通过SRIO交换，传输至总线接口单元，最终实现处理器对车电总线上各传感器的访问与控制。车电总线访问的整体架构如图5所示。
图5 系统总体架构
总线接口单元采用3U、VPX结构，板卡主要由XILINX的Virtex6系列FPGA XC6VLX75T完成CAN总线控制器、FlexRay总线控制器、RapidIO总线接口等模块功能，辅之以CAN和FlexRay总线接口PHY、晶振、电压转换器等芯片完成总线接口单元设计。总线接口单元主要完成RapidIO-FlexRay、RapidIO-CAN协议转换功能，实现了车电总线与任务总线(RapidIO)的无缝连接。由于该总线接口模块不含FlexRay总线监控功能，若要实现对总线的监控，需在节点上外接监控设备。总线接口单元功能组成框图如图6所示。