本篇文章主要介紹AutoSar中關於NM模塊的理解。
閱讀本篇文章希望達到的目的：
1. NM（網絡管理）是用來做什么的；
2. AutoSar中網絡管理的原理；
3.項目實例介紹
1. NM（網絡管理）是用來做什么的；
大家知道，不管是傳統的燃油車還是新能源車，車上都有各種各樣的ECU，而所有這些ECU都是需要用電的，而車上的供電單元一般是蓄電池，因此蓄電池的電量是有限的，對於新能源車來說太耗電無疑會給電池的續航里程帶來巨大影響，因此為了盡可能的省電，所以就提出了網絡管理，也就是說網絡管理一個最重要的作用就是為了省電。
那么網絡管理是如何來實現省電的呢？我們知道車上的所有ECU之間會通過CAN通信、Flexray或以太網等進行相互通信連接在一起，那么網絡管理就是通過在各個ECU的網絡上，發送一些命令制定一套規則，來實現各個ECU的協同睡眠和喚醒。
什么是ECU的睡眠和喚醒？為了支持睡眠和喚醒，ECU的芯片必須支持低功耗模式和正常工作模式的切換。低功耗模式（ECU睡眠）指一個ECU斷電或者處於極少數的外圍器件工作的模式；喚醒指的是ECU處於全工作模式。
舉個例子來說，也許你看過特斯拉的車門，它的門把手是和門平齊的，只有你帶着車鑰匙靠近時，它的門把手才會張開，其實這就是在喚醒了車門控制器，也就是說你把車停在那里時，實際上車門控制器是在睡眠狀態，耗電量極地，而你帶着車鑰匙靠近了，表示你要用車了，他就會通過無線感應模塊來喚醒車門，這樣你就可以正常打開車門了，這個時候車門控制器ECU就處於喚醒狀態。
總結下：其實網絡管理就是用來節約能源，有效的實現車上的ECU的協同睡眠和喚醒。
2. AutoSar中網絡管理的原理；
以下，我會以用的比較多的CAN網絡管理為例來進行說明，我會主要圍繞其中最重要的一個狀態機來進行介紹。
首先我們講一講，為了實現網絡管理，我們要考慮些什么因素，也就是有哪些需求。
網絡管理最終要實現的是車上的ECU能夠協同睡眠以及喚醒，也就是說網絡管理最重要的一點是要保證車上的ECU能夠協同喚醒和休眠。那么假如車上的ECU都處於睡眠模式，網絡上都沒有報文，你咋實現喚醒呢，其實，一般不會讓所有的ECU都處於睡眠模式，這個時候可能會有極少的ECU處於工作狀態，比如車上的BCM。也就是說有一些ECU是通過KL15直接喚醒的，而有些是通過CAN報文喚醒。當然或許后面會升級到更加節能的模塊，可以不需要鑰匙信號，這些模塊在睡眠狀態時，耗能非常少，因此可以一直處於可喚醒狀態。
為了滿足這種協同喚醒和睡眠，我們下面來看看Autosar中的NM是如何實現協同的。
如圖所示，狀態機中有三個主狀態，分別是BusSleep、PreSleep、Network三個狀態；其中Network狀態又分為三個子狀態，分別是RepeatMsg、NormalOperate、ReadSleep。下面我來講一下每個狀態它的作用。
BusSpleep狀態：這個狀態就是我們所說的休眠狀態，這個狀態下是不發送網絡管理報文也不收發應用報文，一般該狀態時一個低功耗的狀態，也就是我們上文提到的協同睡眠狀態。當然我們上電初始化時，也會默認進入該狀態。
PreSleep狀態：這個狀態是進入休眠狀態的前一准備狀態，這個狀態一般不發送網絡管理報文幀了，也不發送應用報文了，只是等待其他ECU一起睡眠，為啥要這個狀態呢，其實就是實現‘’協同‘’兩個字，也就是讓等一段時間讓車上所有ECU實現一起睡眠，其實這個一起睡眠還是比較重要的，比如車上某個ECU的工作與其他ECU的工作是關聯的，比如VCU（整車控制器）和INV（電機控制器），有可能VCU不發報文了，會導致INV報故障，因此這種情況是要避免的。
Network狀態：這個狀態是允許ECU進行正常通信的，一般這個狀態下即可以收發網絡管理報文幀也可以收發應用報文（包括診斷報文），意思就是喚醒狀態。接下來我來解釋一下這個狀態下里面的三個子狀態的含義：
Repeat meassage：表示重復發網絡管理報文的狀態。首先說說這個狀態下會發生什么事，一般我們進入網絡（Network）狀態時，首先會進入這個狀態，這個狀態下會快速的發送一些網絡管理報文幀出來，為啥要快速發送一些網絡管理報文呢？其實就是想盡快的告訴車上的其他ECU，我上線了！我要正常通信了，大家請注意啊，大家也和我一塊進行整車通信啊。就是以上這個意思。
Normal Operation：在進入RepeatMsg一段一時間后，如果需要通信，就會跳到正常工作狀態，正常工作狀態會按照正常的周期發送網絡管理報文，以及所有應用報文正常進行通信，可以說這個狀態就是真正的喚醒狀態。
ReadySleep：如果喚醒后，需要休眠，那么我們可能需要做一些准備工作才能允許我們的ECU進入休眠，比如這個時候有一些數據要存儲、比如電機控制器檢測到電機還沒停下來等等情況，因此這個狀態就是用來做一些休眠前的准備工作，我們可以看到，任何從喚醒到休眠的過程，都需要經過這個狀態，也就是說睡眠前有些准備工作是必須要完成的。那么這個狀態下，其實還是能夠進行通信的，只有進入PreSleep狀態，才會把相應的應用報文收發關閉，以及發送NM報文關閉。還有一點要聲明的是，一般網絡管理報文幀的接收不會關閉。
其實，網絡管理中，各個狀態的切換條件是比較重要的，有興趣的可以看着圖進行鑽研一下。
3.項目實例簡要介紹
以下我大概談一下，我做的國內還算比較規范的網絡管理的項目。
客戶的需求是一個標准的AutoSar架構的網絡管理。
在休眠狀態，我們的ECU只有CAN收發器處於工作狀態，也就是說能檢測NM報文，當然這個是通過芯片來實現的。
我們的ECU連接上了KL15信號，那么我們的ECU支持KL15喚醒以及NM報文喚醒，也就是有效喚醒源是這兩種。
下面我以NM報文喚醒為例，大概說一下喚醒的過程。
在睡眠狀態，車上網絡狀態是沒有報文的，一旦車上BCM檢測到要使用網絡時，就是第一時間發出網絡管理報文出來，這個時候我們的ECU也會收到該網絡管理報文，因此會喚醒我們的ECU，首先我們的ECU的收發器收到NM報文后，告訴芯片要喚醒了，這個時候就會給控制器供電，然后程序就會初始化，進入BusSleep狀態，接着會進入RepeatMsg模式，這個時候會迅速發出第一幀NM報文，會快速發出5幀NM報文（如周期10ms），讓其他節點知道我們的ECU醒來了，然后會切換到正常周期的NM報文，如50ms，當然這個時候，系統也在初始化，應用報文也會到一定周期能夠正常收發。處於RepeatMsg狀態一定時間后，會切換到NormalOpr模式，這個時候就會正常通信了。這個模式下NM報文是以一定周期發送的如500ms，告訴所有節點我在正常通信。其實NM報文里面是有一些信息的，比如喚醒原因，用戶數據等等，這些都可以去定義。
下面講一下NM休眠的過程：
處於NormalOpr狀態下，如果ECU不需要網絡了，比如KL15斷開，ECU這個時候就會選擇釋放網絡，釋放網絡就是從Normal狀態切換到ReadySleep狀態，這個時候會進行一些故障存儲、下電前的裝備工作，完成后，等待一定時間就會進入到PreSleep狀態，這個狀態將會把應用報文和TX網絡管理報文也關閉，等待一定時間就會進入BusSleep狀態，進入BusSleep后，會讓控制器進入休眠。
NM網絡管理，雖然狀態機比較簡單，但是其中最大的難題在於具體實施過程中一些細節的把握，同時在理解客戶的需求上，需要下大力氣去鑽研，因為這個東西涉及到整個車上網絡的一個協作。
我大概講以上這些內容，希望路過的你不虛此行，當然有興趣的也可以發我郵箱進行交流 1370334525@qq.com
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作者：AgingMoon
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/AgingMoon/article/details/77826995
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