电子电气架构 --- 整车整车网络管理浅析

我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师：

所谓鸡汤，要么蛊惑你认命，要么怂恿你拼命，但都是回避问题的根源，以现象替代逻辑，以情绪代替思考，把消极接受现实的懦弱，伪装成乐观面对不幸的豁达，往不幸上面喷“香水”来掩盖问题。
无人问津也好,技不如人也罢,你都要试着安静下来,去做自己该做的事.而不是让内心的烦躁、焦虑、毁掉你本就不多的热情和定力。

时间不知不觉中，快要来到元旦。2024快要结束，2025又开始新的忙碌。成年人的我也不知道去哪里渡自己的灵魂，独自敲击一些文字算是对这段时间做一个记录。

一、网络管理初识

为了更加通俗易懂地介绍网络管理，先来构建一个例子来进行说明，如下所示：

对图稍作说明：

对于一个控制器而言，它可能存在多种唤醒源，包括本地唤醒和网络唤醒等方式，图中这两种方式都存在；

·对于一个控制器参与CAN通讯，其他硬件组成有CAN收发器，CAN控制器和微控制器；

·不同CAN总线网络通过网关才能进行通讯。

当整车处于休眠状态，即所有的控制器都睡觉了，在整车某个休眠唤醒场景下，制动踏板行程传感器BPS感知到变化了，从而唤醒的硬线信号有了变化，被IEB检测到了，那么处于休眠的IEB将被唤醒，对应着图中1区域，这里IEB称为主动唤醒节点。

此时，为了实现这个唤醒场景的功能，需要参与其他一些控制器，比如EPS和VCU，称为它俩为被动唤醒节点，这就意味着IEB需要去唤醒他俩。如果采用CAN总线的唤醒方式，则IEB可以通过网管报文去唤醒EPS和VCU，大致过程是：IEB被传感器BPS唤醒后，它的网络管理状态会产生变化，由睡觉模式转为网络模式；

然后IEB会发出网管报文，EPS和VCU的CAN收发器会收到该网管报文，识别到需要唤醒，最后它们也会发网管报文，告诉IEB醒来了，可以一起搞事情，对应到上图的234部分。

在这个过程中，实现其实很复杂，有几个层面的问题值得深入探究：

·一是功能层面，整车哪些功能有休眠唤醒场景？谁是主动唤醒节点，谁是被动唤醒节点？

·二是控制器层面：对于每个休眠唤醒场景，主动唤醒节点是怎么被唤醒，被动唤醒节点又是怎么被总线唤醒的？关于网络管理状态机，这些控制器之间是如何管理网络状态？关于网络管理报文，IEB发送网管报文应该是怎样的？而EPS和VCU的又是怎样的？

1、功能层面

-> 整车休眠唤醒场景：

整车休眠唤醒场景通常涉及安全关键功能，如制动系统、转向系统、动力系统等的监控和响应。例如，当制动踏板被踩下时，制动系统（如IEB）需要被唤醒以执行制动操作；当方向盘转动时，转向系统（如EPS）需要被唤醒以调整车辆方向。其他场景可能包括车门开启、车窗升降、座椅调节等，这些功能在车辆未启动时通常处于休眠状态，以节省电能。

-> 主动唤醒节点与被动唤醒节点：

主动唤醒节点是首先检测到唤醒条件（如传感器信号变化）并因此被唤醒的控制器。在您的例子中，IEB是主动唤醒节点，因为它首先被制动踏板行程传感器BPS唤醒。被动唤醒节点是那些被主动唤醒节点通过网络（如CAN总线）唤醒的控制器。在您的例子中，EPS和VCU是被动唤醒节点，因为它们被IEB通过网管报文唤醒。

2 、控制器层面

-> 主动唤醒节点的唤醒机制：

主动唤醒节点通常通过硬线连接或内部传感器检测到唤醒条件。例如，IEB可能通过硬线连接接收来自BPS的信号变化，从而被唤醒。一旦唤醒，主动唤醒节点会更新其网络管理状态，从休眠模式切换到网络模式，准备发送网管报文。

-> 被动唤醒节点的唤醒机制：

被动唤醒节点通过接收来自主动唤醒节点的网管报文来被唤醒。这些报文通常包含唤醒指令和必要的配置信息。在接收到网管报文后，被动唤醒节点会更新其网络管理状态，从休眠模式切换到网络模式，并准备参与网络通信。

-> 网络管理状态机：

网络管理状态机是一种用于管理控制器之间网络状态变化的