Autosar——CAN时间同步

shuizhonghua

1.引言

时间同步在汽车嵌入式系统中扮演着非常重要的角色，尤其是在高级驾驶辅助系统（ADAS）中。它确保了不同组件之间的协调运作，对于提高车辆的安全性、可靠性和整体性能至关重要。智能网联汽车技术发展中，无论是传感器的数据融合、实时通讯、定位服务还是功能安全与冗余设计，对时间同步的要求也越来越高。

2.CAN时间同步原理

CAN时间同步模块CANTSyn通过CAN总线分发时间信息。但是由于CAN特有的仲裁延迟以及BSW的接收方式，会导致主节点Time Master直接向从节点Time Slave广播的时间信息会不准确。

Autosar提供了CanTSyn模块来提高时间同步的准确性，但是需要注意的时，只是提高精度，即使使用了CANTSync，还是会有时间的误差，仅仅只是提高精度。



①同步消息 Sync Message



主节点（Time Master）首先发送一个包含时间信息的报文，并记录当前时刻 t0r，之后主节点利用CAN驱动的机制（CAN在发送成功后会触发TxConfirmation机制，通知上层报文已经成功发送）来记录实际发送消息的时间点t1r；

从节点（Time Slave）在接收到SYNC消息时,记录实际接收到该消息的时间点t2r；

②Follow-Up消息（FUP）



主节点（Time Master）将t1r-t0r的差值（SYNC报文从发送到发送确认之间的时间偏移量），当做FUP报文发出；

从节点（Time Slave）在接收到FUP报文时，记录时间t3r。

③工作原理



通过上述公式，

即使存在网络延迟和其他通信相关的延迟，Time Slave也能相对准确地与Time Master保持时间同步。这种方法减少了单次消息传递带来的不确定性和误差，考虑到了消息从发送到接收过程中发生的延迟，从而提高了整个系统的时间同步精度。

3. 代码分析

时间同步通过CANIF层调用CANDRIVE层发送报文，接收反之亦然。ECU自身的时间戳通过STBM模块获取。



①主节点（Time Master）



主节点在SYNC消息需要发送的周期到时，通过stbm获取此时的时间节点t0r，调用CanTSyn_Prepare_Sync_Message()组包SYNC报文后调用CanIf_Transmit()发送报文；

在中断接收到报文发送成功时，调用CanTSyn_TxConfirmation()获取此时的时间戳记录为t1r；

在设定的deboucetime到时，获取此时的时间戳t1，t1-t0即获得FUP的纳秒时间差，并发送FUP报文；

②从节点（Time Slave）



在接收到主节点发送过来的SYNC报文后，记录从节点的接收时间t2r，并调用CanTSyn_process_Sync_message和CanTSyn_unpack_store_sync解析SYNC报文的时间t0r；

在接收到主节点发送的FUP报文时，记录从节点的接收时间t3r，并计算出偏移过的时间 = t0r+t1r+(t3r-t2r)

4.ISOLAR配置



时间同步的配置比较少，黄框是主函数的周期，主函数是用于对主/从节点的报文状态机管理；

蓝框是配置主/从节点的报文相关参数，周期、FUP报文贱哥、CRC选项、confirm超时周期；

红框是stbm的ID配置；

5. 其他

一些关于ETAS代码的思考或者疑问

①关于sequence counter

主节点的逻辑是rc++，



而从节点的接收逻辑是判断不等于



②关于时间的差值

（这里代码里的t5实际上是t3r，接收到FUP报文的时间戳）

t3r与t2的差值是纳秒级别的直接想减，这里有没有可能会是负数呢？

lixinfu

关于Autosar的CAN时间同步

引言：在汽车嵌入式系统中，时间同步至关重要，特别是在高级驾驶辅助系统（ADAS）中。为确保不同组件间的协同工作，对时间同步的要求愈发严格。

一、关于CAN时间同步原理简述如下：
CAN时间同步模块（CanTSyn）通过CAN总线传播时间信息。但由于CAN特有的仲裁机制和网络延迟，以及BSW的接收方式，可能导致时间信息的不准确。为解决此问题，Autosar为CanTSyn提供了精确的同步机制。该机制结合了硬件和软件层面的优化，确保时间信息的准确传输和同步。这一功能不仅提高了系统的实时性，还增强了车辆的安全性、可靠性和性能。

二、未来发展趋势：随着智能网联汽车技术的不断进步，对时间同步的精确性和稳定性要求越来越高。Autosar的CanTSyn解决方案将持续优化和完善，以适应汽车行业的快速发展需求。