详解CAN总线的AUTOSAR网络管理报文
1、什么是autosar？
官方一点： autosar 就是automotive open system architecture的简称，中文翻译就是汽车开放系统架构。
直白一点： 将汽车电子控制单元（ecu）的软件底层做了一个标准的封装。使得大家都能共用一套底层软件，只需要修改其中的一些参数，就可以匹配不同硬件，也可以匹配不同的应用层软件。如此之后，用户只需要专心负责应用层功能开发即可，底层都交给autosar工程师就行了。
再直白一点： “就是一套写的比较好的底层软件”。其实现了硬件驱动的封装（类似于stm32的库），实现了操作系统的功能。用户只需要开发操作系统上层的软件应用即可（类似于基于安卓开发app）。
再再再直白一点： 各个厂家在五花八门的硬件上随意开发，想怎么写就怎么写，怎么爽怎么来，导致开发一时爽，维护火葬场，如果底层硬件换掉了，上面的代码基本就要全部推倒重来，而且不同厂家之间的代码移植性也几乎没有，各个厂家和工程师都很头大，于是autosar应运而生。autosar将各个硬件的底层接口做了封装，以后如果换硬件，只需要配置一下autosar，告诉它我换硬件了，赶紧给我适配就可以了，上层代码完全不需要改动就可以使用。从开发的角度来讲，提高了代码的复用性，降低了代码的复杂度，提高了代码的可维护性。
2、什么是网络管理？
网络管理的目的是使网络中的ecu节点有序的睡眠和唤醒。在没有通信需求的时候睡眠，在需要通信的时候唤醒，可以节约汽车电池的电量。
3、什么是can总线？
这个csdn和知乎都有很多的介绍，这里就不赘述了。
4、can总线的autosar网络管理报文（以下简称nm报文）长啥样？
首先要明确一点，nm报文就是can报文。nm报文符合can报文的格式，由帧起始、仲裁场、控制场、数据场、crc场、应答场、帧结尾组成。
一般厂家在设计的时候会规定好nm报文的id范围。
举个例子：规定标识符在0x500到0x5ff范围为nm报文。当在canoe中抓取到此id范围内的报文，那就是nm报文。
此报文id=0x502，那么它就是一帧nm报文
nm报文数据场
nm报文的重点在于数据场8字节里的内容：
nm报文数据场内容格式
byte0： 这里填的是ecu的地址，或者叫ecu的id；
此报文的id=一个基础值+ecu的id，例如厂家规定基础值为0x500，那么此报文的id=0x500+0x8=0x508；
这里要注意区分报文的id和ecu id的概念，很容易混淆；
byte1：
nm报文数据场byte1格式
这里关注下bit0和bit4：
bit0：当此位置1时强制进入rms（下面会讲到）；
bit4：告诉其他节点自身是怎么被唤醒的。
置0：被动唤醒、远程唤醒，比如被其他节点发送的nm报文唤醒；
置1：主动唤醒、本地唤醒，比如给ecu上电；
byte2-byte7里的user data数据由用户自行定义。
5、can nm状态介绍
autosar网络管理有三种状态：
睡眠模式（bus-sleep mode）：当节点没有本地网络唤醒以及远程唤醒请求时，ecu通讯控制器切换至睡眠模式，ecu功耗降低至适当水平；此模式下，nm报文 只收不发 ，app报文 不收不发 ，当出现有效唤醒源时 必须要被唤醒 ；
预睡眠模式（prepare bus-sleep mode）：这个状态是为了等待总线上的所有节点能够在进入bus-sleep mode之前有时间停止节点的active状态（如清空队列中为发送的报文）；此模式下，nm报文 只收不发 ，app报文 不收不发 ，如果缓冲区有app报文那可以继续发完；
网络模式（network mode）：
包含3个子状态：
重复报文状态（repeat message state）：nm报文可收可发，app报文可收可发；
正常工作状态（normal operation state）：nm报文可收可发，app报文可收可发；
准备睡眠状态（ready sleep state）： nm报文只收不发， app报文可收可发；
总结见下图：
6、定时器及参数介绍
第5小节和第6小节的内容看一遍可能理解不了，学完下面的状态迁移图，再回过来多看几遍就能理解了。
7、状态机
现在终于来到autosar网络管理的最难理解也是最容易使人秃头的状态机了，这里我不打算把每一条状态转换的文字描述直接贴上来，跟着我的思路，我们来一个一个看吧。
在开始之前，先了解一下各种缩略语：
bsm-睡眠模式 nm-网络模式 pbm-预睡眠模式
rms-重复报文模式 nos-正常操作状态 rss-准备睡眠模式
01： 给ecu上电，ecu自己就会初始化进入睡眠模式。如果没有唤醒源来唤醒此节点，那就会一直待在睡眠模式。
02+03： 当出现本地唤醒（03）或者远程唤醒（02）时，进入rms状态。这里再解释下，本地唤醒就是我自己想要主动和其他节点通信；远程唤醒是其他节点想要和我通信。
04： 我们现在已经走到网络模式的重复报文子状态了。话说为什么叫重复报文子状态呢，因为在这个状态里的时候，ecu需要一直发送周期报文，来告诉别人：我在线，性感ecu在线陪聊，你再不来找我我就要开始想念你......
如果是走03（本地唤醒）进来的，那么需要先在nm immediate transmit state中以很快的周期发送n帧报文（例：以20ms的周期连续发送5帧报文），发完这n帧报文再进入到nm normal transmit state中以正常的周期发送报文（例：500ms为周期发送报文。这个在上面的表格里有定义）。如果是直接走02进来的，那么直接以正常周期发送nm报文就可以了。一直发到t_repeat_message定时器超时。
这一步的目的是如果是本地唤醒的话，可能此ecu下面还有很多从属节点，当此ecu唤醒之后，需要同时唤醒其他兄弟节点一起通信，所以最开始的n帧报文周期很短，目的是为了快速、低延迟地唤醒其他节点。为什么被远程唤醒就不需要这一步呢？欢迎大家在评论区里一起讨论~
06+12： 且慢，我们先来计算一下从bsm到这一步花费了多少时间了。参考上面定时器的定义，在02或03中，最大唤醒时间为t_wake_up=200ms；在04中，t_repeat_message=1600ms。总计1800ms，差不多为2s的时间，此时ecu有可能已经不需要通信了（2019-11-29补充：ecu持续处于唤醒状态的条件是有持续的唤醒源，例如一直有nm报文远程唤醒、或一直有本地唤醒源例如上电）。如果还需要继续通信，走06，进入nos，继续周期发送nm报文，可以收发app报文，当不再需要通信了，就停止发送nm报文，等待t_nm_timeout超时之后走09；如果直接不需要通信了，直接走12。
10： 收到本地唤醒，进入nos。
11： 收到nm报文的byte1字节的重复请求位如果置1，强制进入rms。
08+14+05：t_nm_timerout定时器超时，不改变当前状态。定时器需要重置。
13： 在rss状态，nm报文不可以发送。等待t_nm_timeout定时器超时后进入pbm。
15+16： pbm状态只可以接收nm报文，其他报文不发不。收到远程唤醒，走15；收到本地唤醒，走16。
17： 如果pbm状态收不到任何唤醒源，在t_wait_bus_sleep定时器超时后进入bsm。
以上就是can总线autosar网络管理的内容分享。
来源：汽车自动驾驶技术
贸泽电子祝贺董荷斌夺得亚洲勒芒系列赛冠军
哪个牌子的无线运动耳机好、运动达人力荐的六款运动耳机
VR体验系统能够提高体验者的消防意识与应急逃生能力
笔记本电池使用的三大争议
小E解惑：实测数据与官方数据为何如此不同
详解CAN总线的AUTOSAR网络管理报文
IOT毕设｜4G智能开窗器控制系统设计
以EP1K30TC144-3为控制核心实现CPLD出租车计费器系统的设计
安防产品制造集中度正在进一步提高 市场份额进一步向主流厂家集中
如何避免PCB CAM保持
新推18W Type-c PD 3.0多协议快充充电器可提供更精准电压
从LCD电极读数的单片机接口技术分析
电池的内阻与容量，二者之间有着紧密的联系
拍照用什么手机好？iPhone7plus还你唯美世界！
大年三十晚除了春晚还有它，魅蓝5s发布：搭载快充+5.2英寸屏幕
第八届5G核心网峰会，伊斯坦布尔欢迎您~
三星OneUI更新增加户外游泳跟踪功能 可禁用自动与手机同步的可怕警报避免受到惊吓
d触发器的逻辑功能 d触发器sd和rd作用
万用表如何检测电动车电瓶好坏
HTC Vive能否证明他会是VR/AR的未来
官方一点： autosar 就是automotive open system architecture的简称，中文翻译就是汽车开放系统架构。
直白一点： 将汽车电子控制单元（ecu）的软件底层做了一个标准的封装。使得大家都能共用一套底层软件，只需要修改其中的一些参数，就可以匹配不同硬件，也可以匹配不同的应用层软件。如此之后，用户只需要专心负责应用层功能开发即可，底层都交给autosar工程师就行了。
再直白一点： “就是一套写的比较好的底层软件”。其实现了硬件驱动的封装（类似于stm32的库），实现了操作系统的功能。用户只需要开发操作系统上层的软件应用即可（类似于基于安卓开发app）。
再再再直白一点： 各个厂家在五花八门的硬件上随意开发，想怎么写就怎么写，怎么爽怎么来，导致开发一时爽，维护火葬场，如果底层硬件换掉了，上面的代码基本就要全部推倒重来，而且不同厂家之间的代码移植性也几乎没有，各个厂家和工程师都很头大，于是autosar应运而生。autosar将各个硬件的底层接口做了封装，以后如果换硬件，只需要配置一下autosar，告诉它我换硬件了，赶紧给我适配就可以了，上层代码完全不需要改动就可以使用。从开发的角度来讲，提高了代码的复用性，降低了代码的复杂度，提高了代码的可维护性。
2、什么是网络管理？
网络管理的目的是使网络中的ecu节点有序的睡眠和唤醒。在没有通信需求的时候睡眠，在需要通信的时候唤醒，可以节约汽车电池的电量。
3、什么是can总线？
这个csdn和知乎都有很多的介绍，这里就不赘述了。
4、can总线的autosar网络管理报文（以下简称nm报文）长啥样？
首先要明确一点，nm报文就是can报文。nm报文符合can报文的格式，由帧起始、仲裁场、控制场、数据场、crc场、应答场、帧结尾组成。
一般厂家在设计的时候会规定好nm报文的id范围。
举个例子：规定标识符在0x500到0x5ff范围为nm报文。当在canoe中抓取到此id范围内的报文，那就是nm报文。
此报文id=0x502，那么它就是一帧nm报文
nm报文数据场
nm报文的重点在于数据场8字节里的内容：
nm报文数据场内容格式
byte0： 这里填的是ecu的地址，或者叫ecu的id；
此报文的id=一个基础值+ecu的id，例如厂家规定基础值为0x500，那么此报文的id=0x500+0x8=0x508；
这里要注意区分报文的id和ecu id的概念，很容易混淆；
byte1：
nm报文数据场byte1格式
这里关注下bit0和bit4：
bit0：当此位置1时强制进入rms（下面会讲到）；
bit4：告诉其他节点自身是怎么被唤醒的。
置0：被动唤醒、远程唤醒，比如被其他节点发送的nm报文唤醒；
置1：主动唤醒、本地唤醒，比如给ecu上电；
byte2-byte7里的user data数据由用户自行定义。
5、can nm状态介绍
autosar网络管理有三种状态：
睡眠模式（bus-sleep mode）：当节点没有本地网络唤醒以及远程唤醒请求时，ecu通讯控制器切换至睡眠模式，ecu功耗降低至适当水平；此模式下，nm报文 只收不发 ，app报文 不收不发 ，当出现有效唤醒源时 必须要被唤醒 ；
预睡眠模式（prepare bus-sleep mode）：这个状态是为了等待总线上的所有节点能够在进入bus-sleep mode之前有时间停止节点的active状态（如清空队列中为发送的报文）；此模式下，nm报文 只收不发 ，app报文 不收不发 ，如果缓冲区有app报文那可以继续发完；
网络模式（network mode）：
包含3个子状态：
重复报文状态（repeat message state）：nm报文可收可发，app报文可收可发；
正常工作状态（normal operation state）：nm报文可收可发，app报文可收可发；
准备睡眠状态（ready sleep state）： nm报文只收不发， app报文可收可发；
总结见下图：
6、定时器及参数介绍
第5小节和第6小节的内容看一遍可能理解不了，学完下面的状态迁移图，再回过来多看几遍就能理解了。
7、状态机
现在终于来到autosar网络管理的最难理解也是最容易使人秃头的状态机了，这里我不打算把每一条状态转换的文字描述直接贴上来，跟着我的思路，我们来一个一个看吧。
在开始之前，先了解一下各种缩略语：
bsm-睡眠模式 nm-网络模式 pbm-预睡眠模式
rms-重复报文模式 nos-正常操作状态 rss-准备睡眠模式
01： 给ecu上电，ecu自己就会初始化进入睡眠模式。如果没有唤醒源来唤醒此节点，那就会一直待在睡眠模式。
02+03： 当出现本地唤醒（03）或者远程唤醒（02）时，进入rms状态。这里再解释下，本地唤醒就是我自己想要主动和其他节点通信；远程唤醒是其他节点想要和我通信。
04： 我们现在已经走到网络模式的重复报文子状态了。话说为什么叫重复报文子状态呢，因为在这个状态里的时候，ecu需要一直发送周期报文，来告诉别人：我在线，性感ecu在线陪聊，你再不来找我我就要开始想念你......
如果是走03（本地唤醒）进来的，那么需要先在nm immediate transmit state中以很快的周期发送n帧报文（例：以20ms的周期连续发送5帧报文），发完这n帧报文再进入到nm normal transmit state中以正常的周期发送报文（例：500ms为周期发送报文。这个在上面的表格里有定义）。如果是直接走02进来的，那么直接以正常周期发送nm报文就可以了。一直发到t_repeat_message定时器超时。
这一步的目的是如果是本地唤醒的话，可能此ecu下面还有很多从属节点，当此ecu唤醒之后，需要同时唤醒其他兄弟节点一起通信，所以最开始的n帧报文周期很短，目的是为了快速、低延迟地唤醒其他节点。为什么被远程唤醒就不需要这一步呢？欢迎大家在评论区里一起讨论~
06+12： 且慢，我们先来计算一下从bsm到这一步花费了多少时间了。参考上面定时器的定义，在02或03中，最大唤醒时间为t_wake_up=200ms；在04中，t_repeat_message=1600ms。总计1800ms，差不多为2s的时间，此时ecu有可能已经不需要通信了（2019-11-29补充：ecu持续处于唤醒状态的条件是有持续的唤醒源，例如一直有nm报文远程唤醒、或一直有本地唤醒源例如上电）。如果还需要继续通信，走06，进入nos，继续周期发送nm报文，可以收发app报文，当不再需要通信了，就停止发送nm报文，等待t_nm_timeout超时之后走09；如果直接不需要通信了，直接走12。
10： 收到本地唤醒，进入nos。
11： 收到nm报文的byte1字节的重复请求位如果置1，强制进入rms。
08+14+05：t_nm_timerout定时器超时，不改变当前状态。定时器需要重置。
13： 在rss状态，nm报文不可以发送。等待t_nm_timeout定时器超时后进入pbm。
15+16： pbm状态只可以接收nm报文，其他报文不发不。收到远程唤醒，走15；收到本地唤醒，走16。
17： 如果pbm状态收不到任何唤醒源，在t_wait_bus_sleep定时器超时后进入bsm。
以上就是can总线autosar网络管理的内容分享。
来源：汽车自动驾驶技术
贸泽电子祝贺董荷斌夺得亚洲勒芒系列赛冠军
哪个牌子的无线运动耳机好、运动达人力荐的六款运动耳机
VR体验系统能够提高体验者的消防意识与应急逃生能力
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电池的内阻与容量，二者之间有着紧密的联系
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大年三十晚除了春晚还有它，魅蓝5s发布：搭载快充+5.2英寸屏幕
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三星OneUI更新增加户外游泳跟踪功能 可禁用自动与手机同步的可怕警报避免受到惊吓
d触发器的逻辑功能 d触发器sd和rd作用
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