認(rèn)識(shí)一下并列刷寫(Parallel Flash)

我們知道，一輛車上的ECU數(shù)量少則幾十個(gè)，多則上百個(gè)。假設(shè)這樣一種場(chǎng)景，車輛由于某種原因?qū)е乱徊糠諩CU功能失效，需要重新更新這些ECU的Application程序，如果一個(gè)一個(gè)進(jìn)行更新，勢(shì)必花費(fèi)一點(diǎn)時(shí)間，而作為消費(fèi)者，總希望自己的車子能快點(diǎn)修好，維修人員又何嘗不是呢？所以，并列刷寫(Parallel Flash)和隊(duì)列刷寫(Queued Flash)來(lái)了。

再有，在車輛下線時(shí)EOL(End of Line)，工廠追求效率，一般會(huì)1(刷寫上位機(jī))拖N(N個(gè) ECU)刷寫，這是不是一種Parallel Flash呢？

再次提示：Queued Flash針對(duì) 單個(gè)ECU ，Parallel Flash針對(duì) 多個(gè)ECU ，且兩種技術(shù)可以同時(shí)使用。本文，我們認(rèn)識(shí)一下Parallel Flash。

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整車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

在了解Parallel Flash之前，我們先認(rèn)識(shí)一下整車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。為便于理解，我們?jiǎn)單示意整車的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。整車網(wǎng)絡(luò)中，不僅僅只有Can總線，還會(huì)有Ethernet、Flexray以及Lin總線。

如上圖，整車中的網(wǎng)關(guān)可以分為三種類型：Vehicle GW(Edge Node)、ECU/Domain Network GW、ECU Sub GW。

Vehicle GW(Edge Node) ：與外部設(shè)備（Tester）通過(guò)以太網(wǎng)通信，也稱為邊緣節(jié)點(diǎn)。邊緣節(jié)點(diǎn)與域網(wǎng)關(guān)通過(guò)主干網(wǎng)相連，主干網(wǎng)會(huì)選擇速率相對(duì)較高的總線，比如：Ethernet/Flexray。

ECU/Domain Network GW ：域網(wǎng)關(guān)，整車會(huì)分為動(dòng)力域、影音域等多個(gè)域。域網(wǎng)關(guān)與子網(wǎng)關(guān)或者終端ECU連接，之間可以通過(guò)速率相對(duì)低一些的Can/Lin總線通信。

ECU Sub GW ：子網(wǎng)關(guān)，子網(wǎng)關(guān)之下會(huì)掛接終端ECU，子網(wǎng)關(guān)與終端ECU之間可以通過(guò)Can/Lin總線通信。

既然Ethernet的速率快，為啥還整這么多總線呢？誰(shuí)家也不是地主，成本是每家OEM都很在乎的事，保證既定功能目標(biāo)的前提下，OEM會(huì)想方設(shè)法地降成本，不然，如何適應(yīng)叢林法則？Ethernet雖然快，但是成本高，所以，OEM的EE部門在整車的拓?fù)湓O(shè)計(jì)中，會(huì)考慮好總線的選擇。

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Parallel Flash刷寫流程

假設(shè)有兩個(gè)ECU：ECU01和ECU02需要同時(shí)刷寫，且ECU01和ECU02均掛接在子網(wǎng)關(guān)GW-S下，子網(wǎng)關(guān)GW-S在中央網(wǎng)關(guān)GW-C下，上位機(jī)（Tester）通過(guò)以太網(wǎng)(DoIP)進(jìn)行刷寫。這里分兩種情況討論：

第一：GW的處理能力不足

第二：GW處理能力足夠

1、刷寫流程解析

假設(shè) ：用功能尋址發(fā)送$19 02 08服務(wù)，讀取ECU01和ECU02故障信息，回復(fù)信息需要 多幀傳輸 。

提示 ：基于第一種情況討論

1. Tester通過(guò)DoIP發(fā)送一幀功能尋址診斷請(qǐng)求（Request1 = $19 02 08）給GW-C；
2. GW-C會(huì)立即應(yīng)答上位機(jī)（因?yàn)镈oIP診斷請(qǐng)求使用Tcp協(xié)議），這相當(dāng)于Can總線的ACK應(yīng)答機(jī)制，同時(shí)將Request1通過(guò)Flexray總線路由給GW-S;
3. GW-S進(jìn)一步將Request1由Flexray總線轉(zhuǎn)成Can總線路由給ECU01和ECU02；
4. ECU01和ECU02在各自的P2Server時(shí)間內(nèi)給出響應(yīng)，即：首幀（FF:Frist Frame）。 受限于GW-S的處理能力 ，GW-S先給ECU01發(fā)送FC.CTS（繼續(xù)連續(xù)幀發(fā)送，注意：這里使用物理尋址發(fā)送給ECU01），讓ECU01先發(fā)送CF（Consecutive Frame ）幀，而讓ECU02等待ECU01處理完（給ECU02發(fā)送FC.Wait，物理尋址發(fā)送流控等待），當(dāng)GW-S處理完ECU01以后，再給ECU02發(fā)送FC.CTS（ 物理尋址發(fā)送 ），完成ECU02的處理；
5. GW-S將Can總線傳來(lái)的FF轉(zhuǎn)換成Flexray的STFU(Start Frame Unacknowledged)，之后通過(guò)Flexray總線路由給GW-C;
6. GW-C接收到GW-S轉(zhuǎn)發(fā)的ECU01 LF（Last Frame）幀以后，響應(yīng)Tester（DoIP Response ECU01）;
7. GW-C接收到GW-S轉(zhuǎn)發(fā)的ECU02 LF（Last Frame）幀以后，響應(yīng)Tester（DoIP Response ECU02）。

2、問(wèn)題拓展

第一：如上的刷寫流程可以看出，診斷命令Request1經(jīng)過(guò)GW-C、GW-S，到診斷命令被處理(P2Server時(shí)間），路由消耗的時(shí)間不少，從這個(gè)角度考慮，能理解OEM為什么會(huì)約束嚴(yán)苛的路由時(shí)間了吧，就是為了提高刷寫的速率。

第二：功能尋址的診斷請(qǐng)求不僅發(fā)送給終端ECU（比如：上述的ECU01和ECU02），GW節(jié)點(diǎn)也需要處理該診斷指令（比如：上述的GW-C、GW-S）。

第三：我們常常看到這樣的約束條件：“ 功能尋址的$3E 00/80指令與物理尋址的非$3E 00/80指令同時(shí)請(qǐng)求某個(gè)ECU時(shí)，功能尋址的$3E 00/80指令需要優(yōu)先處理 ”。為什么呢？畢竟讓節(jié)點(diǎn)保持在編程會(huì)話更重要。

第四：上述我們看到的是DoIP發(fā)送功能尋址給到ECU01和ECU02，這是 同一個(gè)指令發(fā)送給不同的ECU 。而Parallel Flash中還有一種情況，DoIP分別給ECU01、ECU02發(fā)送物理尋址的指令(比如：$10 01)，為什么可行？一般診斷中，Ethernet總線的速率是100Mbps，而Can總線速率為500kbps，Ethernet總線速率是Can總線通信速率的200倍，其數(shù)據(jù)的處理能力足以支撐以太網(wǎng)使用物理尋址給一定量的ECU分別****發(fā)送 不同的診斷指令 ，并處理各個(gè)ECU的響應(yīng)數(shù)據(jù)。

第五：每經(jīng)過(guò)一次GW，指令的路由都會(huì)有一定的延遲。

第六：GW處理能力足夠與否，首先需要看主芯片的資源是否夠用，雖然開辟更多的RAM去處理診斷指令可以使得刷寫速率更快（上圖中的第二種情況），但是面對(duì)的資源開銷也是相當(dāng)可觀。尤其當(dāng)總線轉(zhuǎn)換時(shí)，TP層、PduR模塊都需要開銷資源，而且開銷量都不小。

審核編輯：劉清