【摘要】网络管理是CAN网络良好工作的必要保障。间接网络管理相对于直接网络管理具有实现简单且总线负荷小的特点。使用间接网络管理策略可以在简单拓扑网络结构构建低成本且性能良好的CAN网络。本文对一种间接网络管理策略进行了研究。通过实车应用验证了该间接网络管理可以满足实际应用要求。
【关键词】间接网络管理高速 CAN
CAN协议只定义了物理层和数据链路层，而应用层和网络管理由用户自己定义。多个ECU在网络上传输信息，需要良好运行的网络管理进行管理。根据OSEK/VDX模型，可将网络管理划分为直接网络管理和间接网络管理。直接网络管理有特定的网络管理报文。间接网络管理在实现上较直接网络管理容易些，但功能不及直接网络管理强。间接网络管理是指，通过被动监测各节点周期性发送的应用消息确定网络和节点的状态。如果一定时间内没有接收到某节点周期性的应用消息，即认为该节点不在网络上，处于“absent”状态。间接网络管理没有节点地址或标识的概念。对于一个网络来说，直接网络管理需要使用专用的网络管理消息(NMPDU)，而间接网络管理不需要，从而降低了网络负载。 滚筒造粒机
1 间接网络管理模型
psho
图1 间接网络管理模型
图1为该间接网络管理模型。该模型由应用层，交互层，传输层，数据链路层和物理层及网络管理构成。其中网络管理与应用层和交互层及物理层有接口。
网络管理与应用层的接口由两个服务原语NM_REQ和NM_IND实现。这两个服务原语的定义如下：
表1 原语NM_REQ()配置
硫铁矿制硫酸原语方向参数用法
NM_REQ（）用于应用层向
液体速凝剂网络管理发出
请求
COM_ON 应用层请求网络处于激活状态
COM_OFF
应用层请求网络处于非激活状态
当节点的应用层需要CAN网络通讯提供支持时，应用层就使用NM_REQ()原语向网络管理发出请求。如果原语NM_REQ()的参数为COM_ON时，表示应用层请求网络处于激活状态，随时可以提供网络通信功能。当原语NM_REQ()的参数为COM_OFF时，表示应用层此时不需要网络的支持，网络处于非激活状态。
表2 原语NM_ IND()配置
原语方向参数用法
NM_ IND（）用于网络管理
向应用层当前
网络状态DLL_STATU
S
该参数有三种状态
ERROR_ACTIVE,
ERROR_PASSIVE, BUS_OFF COM_STAT
US
该参数有三种状态COM_ON,
COM_OFF, NMOff_Delay
节点网络管理通过NM_IND()原语向应用层指示当前网络的工作状态。该原语有两个参数DLL_STATUS和COM_STATUS。DLL_STATUS配置为ERROR_ACTIVE表示控制器处于主动错误模式；配置为ERROR_PASSIVE表示控制处于被动错误或者警告模式；当配置位BUS_OFF表示控制器处于BUS_OFF模式。参数COM_STATUS配置为COM_OFF表示节点网络通讯关闭，应用层不能发送任何报文；配置为COM_ON表示网络正常运行，既可以接收报文也可以发送报文；配置为NMOff_Delay表示当前节点等待正在发送的报文发送完毕，然后关闭CAN通信。
网络管理与交互层的接口为服务原语IL_REQ()实现。
表3 原语IL_REQ()配置
原语方向参数用法
IL_REQ() 用于网络管理
命令交互层的
工作状态REC_SEND 交互层即可以接收报文也可以
发送报文
REC_ONLY
交互层只能接收报文
服务原语IL_REQ()实现了网络管理对交互层的控制。参数配置为REC_SEND表示网络管理命令交互层既可以发送报文也可以接收报文；参数配置为REC_ONLY表示网络管理命令交互层只能接收报文而不能发送报文。
网络管理与物理层的接口由服务原语PhysErrorInd实现。
加密芯片2 间接网络管理状态转化图
图2 间接网络管理状态转换图
如图2所示，网络管理间接网络管理的主用功能由NM OFF状态、NM ON 状态、NM Shutdown状态和BusOffMgt构成。图2表达了各种状态之间转换的条件及相应的动作。
NM OFF状态为网络关闭状态，当应用层向网络管理发出NM_REQ(NM_ON)原语时，网络从NM OFF状态转换到NM ON状态，同时执行CAN网络初始化，开启BusOffMgt()，通过服务原语IL(REC_SEND)控制交互层的状态，通过NM_IND(COM_ON)向应用层报告当前网络的状态。
NM ON状态为网络激活状态，当应用层向网络管理发出NM_REQ(NM_OFF)原语时，启动NMOffTimer定时器，通过服务原语IL(REC_ONLY)控制交互层的状态，通过NM_IND(NMOffDelay)向应用层报告当前网络的状态
NM Shutdown状态为网路关闭延时状态，其实质为NM ON状态的一小段延时，使正在发送却还没有发送完成的报文可以继续发送直至发送完成。当NMOffTimer溢出时，从NM Shutdown状态转化为NM OFF状态，此时，执行关闭BusOffMgt()，关闭CAN和通过NM_IND(NM_Off)网络管理指示应用层当前网络处于关闭状态。
BusOffMgt()为间接网络管理中的一个特殊的状态。该函数为网络管理中单独的一部分，用于监控CAN
控制器的错误。当检测到控制器错误时，并不会导致节点工作状态的转变，但是需要通过NM_IND()向应用层报告。
3 时间参数设计要求
要求从NM OFF 状态到NM ON状态转化时，要求为从NM_REQ(COM_ON)发出到进入NM ON状态时间间隔小于50毫秒。
NMOffTimer定时器设置的时间为100毫秒。
考虑到控制器的设计的策略原因设计第一次读取控制器的错误状态前延时40毫秒，用于某些控制器减少错误计数器。
4 总结
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图3 应用车型的拓扑结构
本文设计的间接网络管理在图3所示的拓扑结构的车辆上运行效果良好，总线负载率低于20%。
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