详解AUTOSAR CAN网络管理协议

AUTOSAR CAN网络通信中有三种模式和三种状态，如下图所示：

3种运行模式：

睡眠模式（Bus-Sleep Mode）；

预睡眠模式（Prepare Bus-Sleep Mode）；

网络模式（Network Mode）。

睡眠模式（Bus-Sleep Mode）

当CAN网络中没有远程唤醒或者本地唤醒请求时，ECU应处于睡眠模式（Bus-Sleep Mode），将功耗降低至最低水平，这种模式是ECU启动时的起始状态或者是ECU睡眠时的最终状态。

在该模式下，网络管理报文和应用报文都禁止发送，但是可以被网络上的报文唤醒。

CAN收发器应当支持设定唤醒帧（如果有CAN收发器的情况下），ECU只会接受到特定的NM报文才会正常唤醒，否则就会一直处于休眠状态，能够不受网络上应用报文的干扰。

预睡眠模式（Prepare Bus-Sleep Mode）

ECU进入预睡眠模式（Prepare Bus-Sleep Mode）后禁止网络管理报文的发送，允许接收网络管理报文。应用报文已经在buffer中的一般允许继续发送，进入到预睡眠模式（Prepare Bus-Sleep Mode）计时器CanNmWaitBusSleepTime就会启动，一旦计时器CanNmWaitBusSleepTime超时，就会进入到睡眠模式（Bus-Sleep Mode）。

本项目AUTOSAR配置中设定计时器CanNmWaitBusSleepTime为2秒。

网络模式（Network Mode）

当CAN网络处于开启或者工作情况下会进入网络模式，ECU进入网络模式（Network Mode）后计时器CanNmTimeoutTime就会启动，只要成功接收到来自CAN总线上的网络管理报文或者成功发送至CAN总线网络管理报文，都会将计时器CanNmTimeoutTime重置。

本项目AUTOSAR配置中设定计时器CanNmTimeoutTime为2秒，所以0X505网络管理报文的发送周期要在2秒内，超时会进入预睡眠模式（Prepare Bus-Sleep Mode）。

网络模式（Network Mode）包含3种状态：

报文重复状态（Repeat Message State）；

常规运行状态（Normal Operation State）；

准备睡眠状态（Ready Sleep State）。

报文重复状态（Repeat Message State）

当ECU从其他模式进入网络模式（Network Mode）时，默认进入报文重复状态（Repeat Message State）。该阶段是CAN网络正式开始工作前的准备阶段，用来等待CAN网络中所有相关节点进行网络通信的准备时间。

该模式下计时器CanNmRepeatMessageTime规定了重复发送网关管理报文的时间，CanNmImmediateNmTransmissions规定了发送网络管理报文的次数。

在报文重复状态（Repeat Message State）ECU使用计时器CanNmMsgCycleTime周期时间发送网络管理报文。

本项目AUTOSAR配置中发送网络管理报文的周期是640毫秒，重复次数为5，总时常3.2秒。

常规运行状态（Normal Operation State）

ECU进行正常CAN通信时会处于常规运行状态（Normal Operation State），该阶段中，节点要按照计时器CanNmMsgCycleTime时间周期发送网络管理报文。每次成功发送或者接收CAN网络报文计时器CanNmTimeoutTime就会重置。

在常规运行状态（Normal Operation State）下的网络管理报文和应用报文都应该正常收、发通信。

准备睡眠状态（Ready Sleep State）

在准备睡眠状态（Ready Sleep State）ECU应当停止发送网络管理报文，每次成功接受到来自CAN网络上的网络管理报文，计时器CanNmTimeoutTime就会重置，一旦CanNmTimeoutTime超时，就会进入预睡眠模式（Prepare Bus-Sleep Mode）。

在AUTOSAR中规定了各种模式和状态下计时器的默认时间：

配置参数在AUTOSAR代码中体现如下所示：

下图梳理了所有网络管理的模式转换情况，通常控制器的状态转换如蓝色箭头所示：

审核编辑：刘清