OSEK直接网络管理(NM)规范

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1、OSEK直接网络管理(NM)介绍OSEK直接网络管理(NM)赋予节点“消息地址”的概念，即每个网络上的节点有唯一的标识号。NM规范没有定义最大的节点标识号，但建议采用8位地址（0-255）。虽然底层物理网络不支持消息地址，但直接NM要求间接实现对消息地址的支持。一个网关节点可连接不同的网络，并且在每一网络中它的消息地址可能是不同的。如图32所示： 图32两个总线网络中的逻辑环结构在图32中，子网1的3个节点在逻辑上形成一个环，称之逻辑环（LogicalRing）。逻辑环通过环消息（RingMessa

2、ge）序列实现消息传输。环消息自低地址节点（ID号小）向高地址节点（ID号大）发送，再由最高节点传回最低节点，形成一个环。逻辑环上的消息交换机制如图33所示： 图33逻辑环上的消息交换机制直接NM还要求网络广播的实现，允许异步广播Alive消息和limpHome消息。Alive消息指定网络上一个新的节点；ImpHome消息指定一个不再能工作的节点。NM通过传输NM消息来确定网络的内部状态，状态反映了NM当前运行时的信息。状态是分层级的，总的内部状态如图34所示： 图34OSEK网络管理总的内部状态当

3、系统复位时，NM进入NMOff状态；调用StartNM()使得NM进入NMOn状态；调用StopNM()使得NM进入NMShutdown状态。函数StartNM()和StopNM()是NM的核心API。StartNM()初始化一个NM逻辑环；StopNM()改变NM的状态为NMShutdown，执行清除操作，然后进入NMOff状态。其中，NMOn状态又有如下子状态（表3.1）：表3.1NMOn的子状态 NMOn存在两组并行子状态：NMInit、NMAwake、NMBusSleep和NMActive、

4、NMPassive。NMOn的并行子状态如图35所示： 图35NMOn的并行子状态当NM进入NMOn状态时，NMInit和NMActive是其缺省的初始化状态。NMInit是NM组件内部的瞬时初始化状态。完成初始化任务后，即转入NMAwake状态并保持，直到转到总线睡眠的条件被满足才转入NMBusSleep状态。当系统处于NMBusSleep状态时，一旦接收到NM消息，即转入NMInit状态。在并行状态图中，当系统处于NMActive状态时，NM通信正常运行；当SilentNM()被调用时，本地节点

5、进入NMPassive状态，并停止参与逻辑环组成。为了返回NMActive状态，只需调用TalkNM()函数。系统执行完NMInit状态所要求的动作后，即转入NMActive状态。NMAwake状态有如下子状态（表3.2）：表3.2NMAwake的子状态 NMAwake的状态图如图36所示： 图36NMAwake的状态图NMReset子状态是进入NMAwake状态后的缺省状态，NM在此时重置NM的通信链路、有关的计数器、参数等。初始化完成，NM将检查NM消息是否正确的收发，然后转入NMNormal状

6、态并保持。一旦致命错误发生将切换到NMLimpHome状态。当系统处在NMLimpHome状态时，系统将会传输一个周期性的LimpHome消息。NM继续监听网络，以便确定消息传输是否已被恢复从而切换回NMNormal状态。汽车网络上的节点是多种多样的，可能在不同时刻运行、开关或激活，也有可能因节点或网络的故障而失效，因此网络的配置是变化的。NM维护当前网络的配置，并可以按要求为应用程序提供这些信息。NM识别两种配置：实际（Actual）配置和故障（LimpHome）配置，实际配置指示可访问的节点，而

7、故障配置指示那些因故障退出逻辑环组成的节点。NM并不管理应用程序的模式（APPMODE），但是NM管理两个主要的操作模式，对应于内部状态的NMAwake（NMActive）和NMBusSleep。节点在NMAwake操作模式下，参与逻辑环组成并监视网络上所有同处于NMAwake模式的节点：如果一个节点进入NMBusSleep操作模式，就不再参与逻辑环上的NM通信。NM消息包含NM协议数据单元（NMPDU）。NMPDU在通信网络上传输，其结构如图37所示： 图37NMPDU的结构地址域包含源消息地址和

8、目的节点地址。控制域包含关于消息类型的信息，上述部分是必选部分，而数据域则是可选部分，它包含特定应用程序的数据。为了易于标识NM消息和其它消息，NM采用基地址（ID_Base）和窗口（Window_Mask）机制，类似于IP中的网络号与子网掩码。如果一条消息的ID满足：ID&WINDOW_MASK==ID_BASE则认为该消息是NM消息。假设有一个子网，网络配置中有4个节点，ID为1-4，如果采用8位消息地址和11位掩码，设定ID_BASE为0x700及WINDOW_