设为首页 | 加入收藏 | 联系我们
简体中文 | English
Mentor Graphics
 
    首页 >> 产品与解决方案 >> Volcano

Volcano


Volcano CAN/LIN网络设计解决方案

 

Volcano 产品体系

Volcano提供从整车网络设计到ECU实现的一整套完整工具链,可与Tellus / LinSpector 实现完美的测试兼容。它主要包括以下组成部分:
*        自动化整车网络通讯协议设计及管理工具
          -    VNA (Volcano Network Architect)
*        ECU嵌入式软件协议栈 IVS (In-vehicle Software)
          -    通讯层 VTP(Volcano Target Package)
          -    网络管理 NM(Network Management)
          -    传输层 TLM(Transport Layer Module)
          -    诊断服务DSLM(Diagnostic Services Layer Module)
          -    程序刷新BL(Bootloader)
          -    标定CCP(CAN Calibration Protocol)
          -    J1939
          -    LTP(LIN Target Package)
 

Volcano设计理论基础

Volcano从网络功能入手,分析信号及报文在整个网络转递中各阶段的延迟。保证了网络信号的传输满足功能的要求。下图为Volcano产品中所采用的时序模型:
 

1. 整车网络协议设计及管理工具VNA

VNA(Volcano Network Architect)是Mentor Graphics为CAN/LIN通讯系统提供的设计,分析及管理的工具。VNA支持多种业界广泛使用的车载网络数据通信协议,用户可以方便的建立理想的基于系统工程的通信系统设计流程。

设计特征

·         内置“Signal Based”及“Frame Based”两种时序模型
·         基于信号Timing需求,自动和/或手动创建通信矩阵
·         自动和/或手动定义网关
·         自动和/或手动定义调度表
·         定义“固化”节点,方便继承原有电子控制器的设计
 

分析特征

·         验证单个信号和/或所有消息帧的Timing需求是否满足
·         对通过单个或多个网关传输的信号进行点对点的全时间链分析
·         数据丢失检测,帮助判断消息在发送或接收时有无覆盖风险
·         提供多样的一致性检查规则
 

工具兼容性和其他特征

·         支持FIBEX XML、LIN LDF、CANdbc文件的导入和导出
·         支持Tellus MCF文件、Volcano配置文件及信号需求描述文档SWRS文件的导出
·         以数据库方式存储网络数据信息,方便对网络平台,项目,节点,信号等进行版本管理
·         内置比较功能,方便跟踪网络设计变化
·         数据库可方便定义用户权限。
 

提高效率、改进质量

  VNA能够有效提高通信设计和测试流程的效率,保证产品质量:
·         在设计初期发现和解决网络通信中的问题,有效提高通信设计开发的效率。
·         通过时序分析模型,确保设计的正确性,用户无需花费大量的精力去试验和验证。
·         支持网络通信鲁棒性设计,预留网络参数变更空间。
·         借助VNA系统所提供的明确清晰的通讯参数,可以自动导出网络测试规则,实现自动测试。
 

VNA 在开发流程中的作用

·         VNA适合多种类型网络开发模式,从传统的基于消息帧的通信设计模式,到现代的以基于功能划分的设计模式,甚至两者混合的设计模式,VNA都可以提供专业的支持。
·         VNA支持多种工作模式,采用Frame Based时序模型可方便对现有网络进行分析和检验。
 

VNA中的通讯设计和管理流程

 汽车通讯系统的需求受系统功能、架构、已有ECU的设计及法律法规的影响。网络设计工程师需要综合考虑这些因素,然后实施设计,保证系统的一致性,最后为测试工具和ECU实现工具输出支持文档。VNA用户可以采用以下三个步骤对开发流程进行管理:
 

导入和集成

·         整车系统功能对通讯系统的要求主要包括节点与信号之间的收发关系、信号值的确定、信号的时间特性要求等。这些信息可以通过FIBEX XML导入或手工输入VNA。
·         网络拓扑定义了ECU如何连接到网络,一般可以在VNA中设计、也可以通过FIBEX或DBC文件导入
·         如果需要在VNA中直接集成已有的ECU,可以通过DBC文件导入并“固化”此节点的信息。对于法定参数如OBD诊断报文的报文ID可以手工输入或者从其它相关文档中导入
 

设计和分析

 
   VNA用于设计那些不受已有ECU影响的通讯参数。它可以自动完成信号与消息帧之间的映射,消息帧的ID及发送周期的定义,网关路由的设计等。一旦设计完成,VNA可以对系统进行一致性检查和分析,确保整个系统设计需求。
 

输出文档

   最后一个步骤是输出测试及ECU实现相关的配置文件。VNA可以自动生成如DBC,LDF,MCF,Volcano配置文件,SWRS文档,HTML 报告和 FIBEX XML等不同的文档。
 

2. ECU嵌入式软件协议栈

Mentor Graphics提供全套的用于CAN/LIN网络通讯的协议栈,它们依托于Volcano通讯设计理论,与VNA配合使用,可以实现完美的车载通讯控制功能。
 
 
 

2.1 Volcano Target Package 

 
 
Volcano Target Package(VTP)为应用编程人员提供了最大的灵活性和便利性。它包含配置工具(Volcano Configuration Generator – (VCFG)) 以及实现CAN/LIN通信所必需的软件模块。VTP软件包,占用系统资源小,说明文档丰富,集成简单,使用方便。
 

产品特性

·         基于信号的API编程接口
·         支持多种协议(CAN、LIN)
·         支持多通道接口
·         透明的基于信号的网关功能
·         保证整个系统的消息延迟
·         可重配置功能,网络参数变更方便
·         优化的CPU资源(RAM、ROM及CPU RunTime等)
·         Update Bit―用于在周期消息中传送随机类型信号
·         配置文件通过VNA或VCE(Volcano Configuration Editor)工具生成
 

通信层

VTP的通讯层由驱动程序及信号交互层组成。

驱动程序

驱动程序主要用于CAN和LIN消息的发送与接收,同时提供包括控制器初始化、Bus-off检测及恢复、休眠及唤醒等功能的支持。易于实现包括诊断,网络管理等在内的扩展功能。VTP基于统一的Volcano时序模型,结合VNA的网络设计和分析功能,可以最大化的提升总线带宽。驱动程序提供了确定的通讯控制,能够保证整体网络上所有消息点对点的延迟时间。

交互层

交互层提供了基于信号的API编程接口,显著简化了应用程序的开发,因为您不必再与CAN报文打交道,只需处理与应用相关的信号即可,所有报文的发送根据配置文件中定义的调度表进行控制。VTP可以支持多种消息发送类型:如周期型、随机型和立即型,完全可以满足车载通讯功能的支持。应用程序如需获取消息或信号是否接收成功,可以采用VTP提供的Flag的方式进行检查。
系统集成者可以方便得控制VTP相关函数的最大执行时间,比如对于消息接收,VTP可以对每次周期处理函数所能发送/接收的最大帧数进行限定,从而获取比较平滑的CPU处理时间。 
VTP的交互层集成了自动的基于信号的网关功能,不需要任何网关硬件支持,就可以实现可重配置的网关信号传递。 

配置文件

VTP的功能通过配置文件进行控制,可以方便得进行更新及管理。根据整车厂和供应商功能的划分,共有以下4种不同的配置文件。配置文件中包含的网络协议信息通过Volcano配置工具(V5CFG及V5BND)进行提取,形成一块独立的配置数据:NVRAM。在网络协议变更的时候,可以通过更新NVRAM来进行实现。
 

Fixed文件

Fixed文件中描述的信息对于ECU网络通讯是至关重要的,主要包括ECU需要收发信号的属性描述,通讯处理周期等。Fixed文件中的信息是整车厂和供应商协调后的结果,任何一方无权单独更改此文件中的信息。

Target文件

Target文件主要包含供应商对通讯层所使用硬件资源的信息。包含所使用的CAN控制器通道,输入时钟,RAM及NVRAM起始地址及大小等。由供应商告知整车厂,通过VNA生成。

Network文件

Network文件是由整车厂定义的ECU网络配置。包括发送和接收的报文数目,相关报文的详细信息(信号与报文的打包关系,报文ID,发送周期等),ECU通讯的帧模式等。Network文件由VNA或者VCE生成,可以由整车厂在不改变Fixed文件及Target文件的前提下进行单独调整。

Private文件

Private文件定义一些不影响网络及可重配置特性的额外信息, 包括超时监测定义,标志符定义,callout定义,立即帧的中断反馈定义等。一般由供应商通过文本编辑工具生成。
 

产品库

VTP已经在多种的微控器(MCUs)上得到了广泛的使用,客户可以从多样的产品库中进行自由选择,或者委托Mentor Graphics进行定制化开发。
·         Fujitsu 16LX, FR Series
·         Hitachi H8S, SH7055, SH7058
·         Infineon C16x, TC179x, TC176x, XC800, XC2000
·         Renesas M16C, R32C/M32C
·         Freescale HC08, HC12, MC683xx, MPC5xx, MAC71xx
·         Freescale S12, S12X, MPC55xx, MPC56xx
·         National CR16
·         NEC V85x, 78K0
·         ST Microelectronics ST9, ST10
·         Texas Instruments TMS470,TMS570
·         Toshiba TMP92/TMP94
注:以上产品均支持目前业界广泛使用的各种编译器。
 

2.2 Volcano 诊断解决方案 

Volcano提供一整套的ISO诊断相关的嵌入式软件协议栈,以方便ECU与外部诊断工具进行信息交互。它由传输层模块TLM及诊断服务模块DSLM组成。TLM及DSLM的功能均通过DCT(Diagnostic Configuration Tool)工具生成的配置文件进行控制。
 

传输层模块

Volcano Transport Layer (TLM)是Volcano提供的基于VTP的附加模块。它提供超过8字节的数据传输支持,主要用于诊断通信中。TLM具有如下特点:
·         支持多通道配置
·         符合ISO 15765-2 标准
·         采用图形化的诊断配置工具DCT生成配置文件
·         方便简捷的API接口函数,易于集成
·         占用系统资源少

诊断服务层模块

Volcano Diagnostic Service Layer Module(DSLM)提供了基于ISO标准的诊断服务的支持。主要帮助应用程序确认诊断命令,管理安全级别及诊断模式,发送诊断响应。DSLM具有如下特点:
·         支持ISO 14230 或 ISO 14229 诊断协议
·         采用TLM进行数据传输
·         采用图形化的诊断配置工具DCT生成配置文件
·         方便简捷的API接口函数,易于集成
·         丰富的回调函数用于与应用程序交互
·         占用系统资源少

2.3 网络管理 

随着整车功能及网络复杂度的增加,网络管理策略也越来越多地应用到整车网络通讯中。Volcano提供多种的网络管理策略,可
以有效的支持网络休眠,唤醒,错误处理等。
 

产品特点 

·         可选支持OESK Direct网络管理或VCT网络管理
·         NM模块功能通过配置数据进行控制
·         支持网络休眠,唤醒等
·         支持节点监测
·         优化的网络管理状态转换
·         支持配置检查,保证全网络节点通讯协议版本一致性
·         方便简捷的API接口函数,易于集成
·         占用系统资源少
 

2.4 Boot-Loader

 
 
Volcano Boot-Loader(BL)是一段独立的程序,可以对ECU内部的存储空间进行更新。Mentor Graphics根据不同的车厂需求及网络协议,开发了大量的Boot-loader。既有使用ISO 15765-2及ISO 14229-1的ISO Boot-Loader,也有基于KWP2000标准的Boot-Loader。

ISO BL

Volcano ISO BL分成以下两个部分:
·         主boot-loader(PBL)
·         从boot-loader (SBL)
PBL永远处于受保护的启动扇区,在微处理器启动后直接运行并监测是否有刷新命令。如果接收到刷新命令,PBL将支持诊断设备将SBL下载至RAM中,待SBL激活后,将可以对ECU内存空间进行擦除及更新工作。

产品特性

·         优化的代码空间
·         高效的代码效率
·         支持下载及上传
·         支持多种存储类型:RAM,Flash,EEPROM
·         部分功能支持可重配置
·         可定制开发
 

ISO BL 服务

Volcano BL提供了如下ISO诊断命令的支持:
 
 

2.5 Lin Target Package

作为LIN协会的创始会员,Mentor Graphics一直致力于LIN协议的推广及产业化,推出了支持单独LIN通讯LTP产品。它全面支持LIN协议中所定义的API接口,描述语言,配置及诊断等。结合LIN网络设计工具VNA,可以简单方便得实现LIN通讯功能。
 

产品特性

·         支持LIN1.3, LIN2.0, LIN2.1等不同版本
·         支持多通道
·         通过LDF文件进行配置
·         各通道可单独配置为主节点或从节点
·         支持调度表切换
·         支持中断或查询方式报文处理方式
·         通讯错误通过特定API进行反馈
·         通过离线配置工具LCFG处理LDF文件
 

  返回顶部
关于鹏汇 | 客户留言 | 联系我们 | 咨询服务 | 后台登录
版权所有:上海鹏汇电子科技有限公司 技术服务中心:上海市嘉定区安亭安驰路569号国际汽车城302室
沪ICP备15054172号-1