下面我们将详细地介绍FlexCAN是如何解决在本章开始就确定的CAN局限性的。

6.6.3.1 确定的行为

基于TDMA系统（如FlexRay），很容易设计和验证系统信息确定性属性，因为信息在通信周期内占据特定的时槽。还可以设计和验证基于CAN的系统确定的属性，虽然过程更为复杂，这是存在下面的困难：

•在CAN协议中缺乏时间参考。

•宽泛的、不同信息传播率（或周期）是可能的。

CAN延迟计算的一个困难起源于早期应用程序中使用的CAN，其中CAN网络是系统中的唯一网络，因此必须支持传输周期相差很大的所有信息。事实上，参考文献[BROS04]采用的应用案例中使用6条信息，最小和最大周期分别为2ms和240ms，比例系数达120。拥有如此宽泛的、不同比例的传输周期，且事先并不知道在间隔时间t传输较高优先级信息的发送次数（即受到来自最高优先级信息的干扰），所以必须计算。这就导致一组复杂的回归方程，必须递归求解^[TIND95]。当前和未来系统具有几个通信网络，它们中的每一个支持一种类型的应用程序（如娱乐、仪表板、动力总成、线控转向等）。这些网络通常配置为一个骨干网和几个子网，一个子网专门针对车辆的一个或几个功能单元。子网中的信息没有宽泛变化的传输周期，事实上，4～20的比例就足够了。另一个困难源自CAN协议的事件触发特性，它不使用全局时间概念。正因为如此，低优先级排队抖动和干扰信息造成了不确定性的假设的值。

通过为密切相关的传输周期的信息定义一个子网，也通过定义一个时间触发时间参考——把通信周期分成若干个子周期，FlexCAN克服了前两个限制。正如其他TT架构情形一样，FlexCAN需要设置一个离线全局信息调度表。此外，把子周期内调度的所有信息在完全相同的时间上（在子周期的开始）提交传输。例如，表6.1显示了一个通信周期带4个子周期，其中信息m₁和m₂的传输速率（通信周期的倒数）分别是其余信息速率的4倍和2倍。

表6.1 F.exCAN消息调度的案例使用四个子周期支持多重速率

上面描述的功能大大简化了计算FlexCAN架构信息延迟的方程^[PIME06a]。首先，针对所有子周期的信息延迟计算是在一个子周期的基础上完成的。对于每一个子周期，信息重新标记为m₁、m₂…。其中m₁是最高优先级信息，m₂是次高优先级信息，以此类推。因为每一子周期内所有信息提交传输是在完全相同的时间上，抖动是零，且没有阻止来自低优先级的信息，所以带来了信息延迟计算的简化。

当与CAN中计算信息响应时间相比时，FlexCAN中计算信息响应时间具有以下优势：

•计算更准确，因为它们是在子循环的基础上完成的，相对于时间触发通信周期，每一个子周期独立于下一个子周期，即所有的信息都是在各自的子周期内发送的。

•因为方程不涉及递归关系，所以计算很容易评估。

•计算假定抖动是零，这是由FlexCAN信息调度表强制执行的。

•公式是准确的，因为不需要考虑由低优先级信息引起的阻塞时间。

•由FlexCAN信息全局调度表提前考虑多重速率情况。

6.6.3.2 高速

因为很多汽车应用程序在子网级不需要高速，所以这条CAN固有的局限性不需要FlexCAN来解决。高速要求对车载骨干网络来说，是最普遍的。(www.daowen.com)

6.6.3.3 灵活性

如上所述，FlexCAN针对周期信息依赖于一个静态的调度表，并留有足够的带宽来对付非周期通信，因此FlexCAN所有灵活性属性都被这样假设。FlexCAN架构是高度灵活的，在于提供了以下各种类型的灵活性。

6.6.3.3.1 设计灵活性

这包括支持子网不同的数据速率和支持灵活的汽车架构。

6.6.3.3.2 配置灵活性

FlexCAN的所有确定性和可靠的功能是可选的。没有任何额外功能的Flex-CAN架构是CAN。使用以下一个或多个额外功能，可以设计出一个高度确定性系统（合并功能1和2）或一个高度可靠的系统（包含所有功能），或位于这两个极端系统之间的任何系统。

•TT同步。

•失效沉默型执行。

•信道复制。

•节点复制。

•总线监控。

6.6.3.3.3 网络负载（通信）灵活性

支持周期性和非周期性通信；灵活的信息调度；支持多重速率的信息。对非周期性通信的支持是通过在子周期内为这种类型的通信留下足够的带宽。

此外，FlexCAN并不折中解决CAN固有的灵活性，它们涉及以下CAN的灵活性：重新配置灵活性（涉及变更）、诊断灵活性、参数灵活性、测试灵活性、集成灵活性、层次网络灵活性、功能灵活性以及只是在时间上的灵活性。然而，必须指出的是上述特性是离线状态的，而不是在线状态的。

6.6.3.4 可靠性

如上所述，FlexCAN包括一些可选特性来支持安全性至关重要的应用程序。这些特性是失效沉默型执行、信道复制、节点复制和总线监控者^{[BUJA05、BUJA06]}。所有这些特性已经在一些论文^{[PIME04a、PIME04a、PIME04、BUJA05、BUJA06]}中公布，这些功能（或特性）都进行了广泛的测试^{[PIME06，BERT06]}。由于篇幅的限制，FlexCAN是如何实现这些功能的在这里并不详细介绍，读者可以参考以上列举的文献。

安全性至关重要的系统设计的重要任务在于评估应用程序的安全完整性。研究出了一种方法来评估汽车应用程序的安全完整性。该方法是从功能装置对付随机外部干扰方面来进行的^[PIME06a]是一个三步流程，它要求评价通信系统的信息传递失败的概率、通信周期失效的概率以及最后的功能装置失败的概率。该方法已被用于评估实施的线控转向功能装置的安全完整性，它使用FlexCAN产生了良好的效果^[PIME06a]。