隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車電子控制單元（ECU）的數(shù)量迅速增長(zhǎng)，汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)日益復(fù)雜，控制器兼容性問(wèn)題愈發(fā)明顯。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，全球知名的汽車制造商、零部件供應(yīng)商及其他電子、半導(dǎo)體和軟件系統(tǒng)公司聯(lián)合研發(fā)了一種開(kāi)放的、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的汽車嵌入式軟件架構(gòu)——AUTOSAR。AUTOSAR對(duì)汽車基礎(chǔ)軟件進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化定義，顯著提升了汽車控制器的兼容性、復(fù)用性和可靠性。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，由于軟件漏洞或硬件失效等異常因素，控制器無(wú)法正常休眠的事件時(shí)有發(fā)生，特別是在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中，這一問(wèn)題更為突出。

汽車網(wǎng)絡(luò)管理旨在保證節(jié)點(diǎn)間的通信狀態(tài)同步及網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)，是可靠的車載網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理基于周期性網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，通過(guò)廣播傳輸由集群中的所有節(jié)點(diǎn)接收。然而，AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理是一種分布式直接網(wǎng)絡(luò)管理，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間不存在網(wǎng)絡(luò)管理層次的喚醒依賴或優(yōu)先級(jí)關(guān)系，這導(dǎo)致無(wú)法直接將其用于休眠異常檢測(cè)，定位故障源頭變得尤為困難。

針對(duì)AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理中對(duì)于偶發(fā)的休眠異常難以定位與復(fù)現(xiàn)的問(wèn)題，研究者提出了一種基于喚醒鏈的網(wǎng)絡(luò)休眠異常診斷機(jī)制。該機(jī)制將管理報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的先后順序與節(jié)點(diǎn)喚醒的先后順序相對(duì)應(yīng)，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文中攜帶位置信息，實(shí)時(shí)記錄網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在喚醒鏈中的位置。當(dāng)偶發(fā)性故障出現(xiàn)時(shí)，將相關(guān)信息存入非易失性內(nèi)存，之后通過(guò)重建喚醒鏈，恢復(fù)故障發(fā)生時(shí)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的喚醒順序及相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信息，從而幫助更準(zhǔn)確高效地定位引發(fā)故障的節(jié)點(diǎn)。

以下是一個(gè)簡(jiǎn)化的代碼示例，用于說(shuō)明如何在AUTOSAR網(wǎng)絡(luò)管理中實(shí)現(xiàn)這一機(jī)制：

c

// 假設(shè)我們有一個(gè)結(jié)構(gòu)體用于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)信息

typedef struct {

   uint8_t nodeId;

   uint8_t positionInWakeupChain;

   // 其他相關(guān)信息

} NodeInfo;

// 假設(shè)我們有一個(gè)全局?jǐn)?shù)組用于存儲(chǔ)所有節(jié)點(diǎn)的信息

NodeInfo nodeArray[MAX_NODE_COUNT];

// 函數(shù)用于更新節(jié)點(diǎn)在喚醒鏈中的位置

void updateNodePosition(uint8_t nodeId, uint8_t newPosition) {

   for (int i = 0; i < MAX_NODE_COUNT; i++) {

       if (nodeArray[i].nodeId == nodeId) {

           nodeArray[i].positionInWakeupChain = newPosition;

           break;

       }

   }

}

// 函數(shù)用于記錄故障信息

void recordFaultInfo(uint8_t nodeId, FaultType faultType) {

   // 假設(shè)我們有一個(gè)非易失性內(nèi)存區(qū)域用于存儲(chǔ)故障信息

   // 這里僅作為示例，實(shí)際實(shí)現(xiàn)中需要考慮到非易失性存儲(chǔ)的特性

   NonVolatileMemory.faultRecords[currentFaultIndex].nodeId = nodeId;

   NonVolatileMemory.faultRecords[currentFaultIndex].faultType = faultType;

   currentFaultIndex++;

}

// 函數(shù)用于重建喚醒鏈并恢復(fù)故障信息

void rebuildWakeupChain() {

   // 從非易失性內(nèi)存中讀取故障信息

   for (int i = 0; i < recordedFaultCount; i++) {

       FaultRecord fault = NonVolatileMemory.faultRecords[i];

       // 根據(jù)故障信息恢復(fù)節(jié)點(diǎn)的喚醒順序和狀態(tài)

       // 這里需要具體的實(shí)現(xiàn)邏輯，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)整

   }

   // 重建喚醒鏈后，可以進(jìn)一步分析節(jié)點(diǎn)的喚醒順序和狀態(tài)，以定位故障源頭

}

該機(jī)制在一定程度上解決了休眠異常難以復(fù)現(xiàn)和檢測(cè)的問(wèn)題，為維修人員提供了更多信息，有助于更準(zhǔn)確高效地定位引發(fā)故障的節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，利用控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)CANoe上驗(yàn)證了該方法的有效性。

綜上所述，基于喚醒鏈的AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)CAN網(wǎng)絡(luò)休眠異常診斷機(jī)制是一種創(chuàng)新且有效的解決方案，它顯著提高了汽車網(wǎng)絡(luò)管理的可靠性和穩(wěn)定性，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展提供了有力支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入，這一機(jī)制有望在未來(lái)得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。