AUTOSAR NM

落叶纷飞

网络管理（NM）最终要实现的是车上的ECU能够协同睡眠以及唤醒，也就是说网络管理最重要的一点是要保证车上的ECU能够协同唤醒和休眠。那么假如车上的ECU都处于睡眠模式，网络上都没有报文，你咋实现唤醒呢，其实，一般不会让所有的ECU都处于睡眠模式，这个时候可能会有极少的ECU处于工作状态，比如车上的BCM。也就是说有一些ECU是通过KL15直接唤醒的，而有些是通过CAN报文唤醒。当然或许后面会升级到更加节能的模块，可以不需要钥匙信号，这些模块在睡眠状态时，耗能非常少，因此可以一直处于可唤醒状态。

为了满足这种协同唤醒和睡眠，我们下面来看看Autosar中的NM是如何实现协同的。



状态机中有三个主状态:

BusSleep

PreSleep

Network


RepeatMsg

NormalOperate

ReadySleep

BusSpleep状态：这个状态就是我们所说的休眠状态，这个状态下是不发送网络管理报文也不收发应用报文，一般该状态时一个低功耗的状态，也就是我们上文提到的协同睡眠状态。当然我们上电初始化时，也会默认进入该状态。

PreSleep状态：这个状态是进入休眠状态的前一准备状态，这个状态一般不发送网络管理报文帧了，也不发送应用报文了，只是等待其他ECU一起睡眠，为啥要这个状态呢，其实就是实现‘’协同‘’两个字，也就是让等一段时间让车上所有ECU实现一起睡眠，其实这个一起睡眠还是比较重要的，比如车上某个ECU的工作与其他ECU的工作是关联的，比如VCU（整车控制器）和INV（电机控制器），有可能VCU不发报文了，会导致INV报故障，因此这种情况是要避免的。

Network状态：这个状态是允许ECU进行正常通信的，一般这个状态下即可以收发网络管理报文帧也可以收发应用报文（包括诊断报文），意思就是唤醒状态。接下来我来解释一下这个状态下里面的三个子状态的含义：

Repeat meassage：表示重复发网络管理报文的状态。首先说说这个状态下会发生什么事，一般我们进入网络（Network）状态时，首先会进入这个状态，这个状态下会快速的发送一些网络管理报文帧出来，为啥要快速发送一些网络管理报文呢？其实就是想尽快的告诉车上的其他ECU，我上线了！我要正常通信了，大家请注意啊，大家也和我一块进行整车通信啊。就是以上这个意思。

Normal Operation：在进入RepeatMsg一段一时间后，如果需要通信，就会跳到正常工作状态，正常工作状态会按照正常的周期发送网络管理报文，以及所有应用报文正常进行通信，可以说这个状态就是真正的唤醒状态。

ReadySleep：如果唤醒后，需要休眠，那么我们可能需要做一些准备工作才能允许我们的ECU进入休眠，比如这个时候有一些数据要存储、比如电机控制器检测到电机还没停下来等等情况，因此这个状态就是用来做一些休眠前的准备工作，我们可以看到，任何从唤醒到休眠的过程，都需要经过这个状态，也就是说睡眠前有些准备工作是必须要完成的。那么这个状态下，其实还是能够进行通信的，只有进入PreSleep状态，才会把相应的应用报文收发关闭，以及发送NM报文关闭。还有一点要声明的是，一般网络管理报文帧的接收不会关闭。



下面我以NM报文唤醒为例，大概说一下唤醒的过程：

在睡眠状态，车上网络状态是没有报文的，一旦车上BCM检测到要使用网络时，就是第一时间发出网络管理报文出来，这个时候我们的ECU也会收到该网络管理报文，因此会唤醒我们的ECU，首先我们的ECU的收发器收到NM报文后，告诉芯片要唤醒了，这个时候就会给控制器供电，然后程序就会初始化，进入BusSleep状态，接着会进入RepeatMsg模式，这个时候会迅速发出第一帧NM报文，会快速发出5帧NM报文（如周期10ms），让其他节点知道我们的ECU醒来了，然后会切换到正常周期的NM报文，如50ms，当然这个时候，系统也在初始化，应用报文也会到一定周期能够正常收发。处于RepeatMsg状态一定时间后，会切换到NormalOpr模式，这个时候就会正常通信了。这个模式下NM报文是以一定周期发送的如500ms，告诉所有节点我在正常通信。其实NM报文里面是有一些信息的，比如唤醒原因，用户数据等等，这些都可以去定义。

下面讲一下NM休眠的过程：

处于NormalOpr状态下，如果ECU不需要网络了，比如KL15断开，ECU这个时候就会选择释放网络，释放网络就是从Normal状态切换到ReadySleep状态，这个时候会进行一些故障存储、下电前的装备工作，完成后，等待一定时间就会进入到PreSleep状态，这个状态将会把应用报文和TX网络管理报文也关闭，等待一定时间就会进入BusSleep状态，进入BusSleep后，会让控制器进入休眠。