ISO 17458-2:2013 道路車両— FlexRay通信システム—パート2:データリンク層の仕様 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令Part に規定されている規則に従って草案されています。

技術委員会の主な任務は、国際規格を作成することです。技術委員会によって採択された国際規格草案は、投票のために加盟団体に回覧されます。国際規格として発行するには、投票を行った加盟団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。

ISO 17458-2 は、技術委員会 ISO/TC 22, 道路車両、小委員会 SC 3, 電気および電子機器によって作成されました。

ISO 17458 は、一般タイトル「道路車両 - FlexRay 通信システム」の下に、次の部分で構成されています。

  • Part 1: 一般情報とユースケースの定義
  • Part 2: データリンク層の仕様
  • Part 3: データリンク層適合性テスト仕様書
  • Part 4: 電気物理層の仕様
  • Part 5: 電気物理層適合性テスト仕様

導入

FlexRay 通信システムは、自動車に焦点を当てた高速ネットワークであり、CAN やその他の独自のバス システムなどの確立された標準化されたバス システムの機能を超えて定義されたいくつかの主な目的を持って開発されました。 FlexRay プロトコルの基本的な特性には、同期および非同期フレーム転送、同期転送中のフレーム遅延とジッターの保証、非同期転送中のフレームの優先順位付け、シングルまたはマルチマスタークロック同期、複数のネットワークにわたる時間同期、エラー検出とシグナリングなどがあります。 、およびスケーラブルなフォールト トレランス。

FlexRay 通信システムは、高度な自動車制御アプリケーション向けに定義されています。以下を提供することにより、車両における次世代の高速制御アプリケーションの通信インフラストラクチャとして機能します。

  • 決定論的なサイクルベースのメッセージトランスポートを提供するメッセージ交換サービス。
  • すべてのノードに共通のタイムベースを提供する同期サービス。
  • 自律的な起動手順を提供する起動サービス。
  • エラー処理とエラー通知を提供するエラー管理サービス。
  • 電源管理のニーズに対応するウェイクアップ サービス。

開発の開始以来、世界中の自動車業界が仕様開発をサポートしました。 FlexRay 通信システムは現在、量産車両に導入されています。

ISO 17458シリーズは、「FlexRay通信システム」と呼ばれる車載通信ネットワークのユースケース、通信プロトコル、物理層要件を規定している。

ISO 17458 のこの部分は、FlexRay データ リンクに実装される車両通信システムのプロトコル要件を定義するために確立されました。

これを実現するために、ISO/IEC 7498-1 および ISO/IEC 10731 で規定されている Open Systems Interconnection (OSI) 基本参照モデルに基づいており、通信システムを 7 つの層に構造化しています。このモデルにマッピングすると、ISO 17458 で指定されたプロトコルと物理層の要件は次のように分類されます。

  • 診断サービス (レイヤー 7)、ISO 14229-1 [7], ISO 14229-4 [9] で規定されています。
  • プレゼンテーション層 (層 6)、自動車メーカー固有。
  • セッション層サービス (層 5)、ISO°14229-2 [8] で指定。
  • ISO 10681-2 [5] で指定されているトランスポート層サービス (層 4)
  • ネットワーク層サービス (層 3)、ISO 10681-2 [5] で指定。
  • データリンク層 (層 2)、ISO 17458-2, ISO 17458-3 で指定。
  • 物理層 (層 1)、ISO 17458-4, ISO 17458-5 で指定。

表1に従ってください。

表 1 — OSI 層に適用される FlexRay 通信システム仕様

適用性OSI 7 層FlexRay通信システム自動車メーカーの強化された診断
ISO 7498-1 および ISO/IEC 10731 に準拠した 7 層アプリケーション(レイヤー7)自動車メーカー固有のISO 14229-1, ISO 14229-4
プレゼンテーション(レイヤー6)自動車メーカー固有の自動車メーカー固有の
セッション(レイヤー5)自動車メーカー固有のISO 14229-2
トランスポート(レイヤー4)自動車メーカー固有のISO 10681-2
ネットワーク(レイヤー3)自動車メーカー固有の
データリンク(レイヤー2)ISO 17458-2, ISO 17458-3
物理(レイヤー1)ISO 17458-4, ISO 17458-5

表 1 は、FlexRay 通信システムおよび自動車メーカーの拡張診断用の OSI レイヤ 1 および 2 の共通規格である ISO 17458 Part 2 ~ 5 を示しています。

FlexRay 通信システムの列には、OSI レイヤ 3 ~ 7 の自動車メーカー固有の定義が表示されます。

自動車メーカーの拡張診断列には、ISO 14229-1 で確立された診断サービスに準拠して定義されている ISO 14229-4 の対象となるアプリケーション層サービスが表示されますが、それらとの併用のみに限定されるわけではありません。 ISO 14229-4 は、国家規格または自動車メーカーの仕様で定義されているほとんどの診断サービスとも互換性があります。プレゼンテーション層は車両メーカーごとに定義されています。セッション層サービスは ISO 14229-2 でカバーされています。トランスポート プロトコルとネットワーク層サービスは ISO 10681 で指定されています。

1 スコープ

ISO 17458 のこの部分では、信頼性の高い自動車ネットワーク用に指定された FlexRay 通信プロトコルを指定します。 FlexRay プロトコルの基本的な特性には、同期および非同期フレーム転送、同期転送中のフレーム遅延とジッターの保証、非同期転送中のフレームの優先順位付け、単一またはマルチマスター クロック同期1)複数のネットワークにわたる時間同期、エラー検出、およびシグナリング、およびスケーラブルなフォールト トレランス2)

2 規範的参照

この文書を適用するためには、以下の参照文書が不可欠です。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

ISO 17458-1, 道路車両 — FlexRay 通信システム — Part 1: 一般情報とユースケースの定義

参考文献

1ISO/IEC 7498-1, 情報技術 — オープン システム相互接続 — 基本参照モデル: 基本モデル
2ISO 7498-2, 情報処理システム — オープン システム相互接続 — 基本参照モデル — Part 2: セキュリティ アーキテクチャ
3ISO/IEC 7498-3, 情報技術 - オープン システム相互接続 - 基本参照モデル: 命名とアドレス指定
4ISO/IEC 7498-4, 情報処理システム — オープン システム相互接続 — 基本参照モデル — Part 4: 管理フレームワーク
5ISO 1068, 道路車両 — FlexRay での通信
6ISO/IEC 10731, 情報技術 - オープン システム相互接続 - 基本参照モデル - OSI サービスの定義に関する規則
7ISO 14229-1:2012, 道路車両 — 統合診断サービス (UDS) — Part 1: 仕様と要件
8ISO 14229-2:2012, 道路車両 — 統合診断サービス (UDS) — Part 2: セッション層サービス
9ISO 14229-4:2012, 道路車両 — 統合診断サービス (UDS) — Part 4: FlexRay 実装に関する統合診断サービス (UDSonFR)
10ITU-T 勧告 Z.10, プログラミング言語 — CCITT 仕様および記述言語 (SDL)、国際電気通信連合、ジュネーブ、1993 年。出典: http://www.itu.int/rec/T-REC-Z.100-199303-S
11J. Ungermann, 「FlexRay 通信システムの正確な精度」、12 月2009年;出典: http://www.flexray.com
12ISO 17458-1, 道路車両 — FlexRay 通信システム — Part 1: 一般情報とユースケースの定義
13ISO 17458-3, 道路車両 — FlexRay 通信システム — Part 3: データリンク層適合性テスト仕様
14ISO 17458-4, 道路車両 — FlexRay 通信システム — Part 4: 電気物理層仕様
15ISO 17458-5, 道路車両 — FlexRay 通信システム — Part 5: 電気物理層適合性テスト仕様

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 17458-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical and electronic equipment.

ISO 17458 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — FlexRay communications system:

  • Part 1: General information and use case definition
  • Part 2: Data link layer specification
  • Part 3: Data link layer conformance test specification
  • Part 4: Electrical physical layer specification
  • Part 5: Electrical physical layer conformance test specification

Introduction

The FlexRay communications system is an automotive focused high speed network and was developed with several main objectives which were defined beyond the capabilities of established standardized bus systems like CAN and some other proprietary bus systems. Some of the basic characteristics of the FlexRay protocol are synchronous and asynchronous frame transfer, guaranteed frame latency and jitter during synchronous transfer, prioritization of frames during asynchronous transfer, single or multi-master clock synchronisation, time synchronisation across multiple networks, error detection and signalling, and scalable fault tolerance.

The FlexRay communications system is defined for advanced automotive control applications. It serves as a communication infrastructure for future generation high-speed control applications in vehicles by providing:

  • A message exchange service that provides deterministic cycle based message transport;
  • Synchronisation service that provides a common time base to all nodes;
  • Start-up service that provides an autonomous start-up procedure;
  • Error management service that provides error handling and error signalling;
  • Wakeup service that addresses the power management needs;

Since start of development the automotive industry world wide supported the specification development. The FlexRay communications system has been successfully implemented in production vehicles today.

The ISO 17458 series specifies the use cases, the communication protocol and physical layer requirements of an in-vehicle communication network called"FlexRay communications system".

This part of ISO 17458 has been established in order to define the protocol requirements for vehicle communication systems implemented on a FlexRay data link.

To achieve this, it is based on the Open Systems Interconnection (OSI) Basic Reference Model specified in ISO/IEC 7498-1 and ISO/IEC 10731, which structures communication systems into seven layers. When mapped on this model, the protocol and physical layer requirements specified by ISO 17458 are broken into:

  • Diagnostic services (layer 7), specified in ISO 14229-1 [7], ISO 14229-4 [9];
  • Presentation layer (layer 6), vehicle manufacturer specific;
  • Session layer services (layer 5), specified in ISO°14229-2 [8];
  • Transport layer services (layer 4), specified in ISO 10681-2 [5];
  • Network layer services (layer 3), specified in ISO 10681-2 [5];
  • Data link layer (layer 2), specified in ISO 17458-2, ISO 17458-3;
  • Physical layer (layer 1), specified in ISO 17458-4, ISO 17458-5;

in accordance with Table 1.

Table 1 — FlexRay communications system specifications applicable to the OSI layers

ApplicabilityOSI 7 layersFlexRay communications systemVehicle manufacturer enhanced diagnostics
Seven layer according to ISO 7498-1 and ISO/IEC 10731Application (layer 7)vehicle manufacturer specificISO 14229-1, ISO 14229-4
Presentation (layer 6)vehicle manufacturer specificvehicle manufacturer specific
Session (layer 5)vehicle manufacturer specificISO 14229-2
Transport (layer 4)vehicle manufacturer specificISO 10681-2
Network (layer 3)vehicle manufacturer specific
Data link (layer 2)ISO 17458-2, ISO 17458-3
Physical (layer 1)ISO 17458-4, ISO 17458-5

Table 1 shows ISO 17458 Parts 2 – 5 being the common standards for the OSI layers 1 and 2 for the FlexRay communications system and the vehicle manufacturer enhanced diagnostics.

The FlexRay communications system column shows vehicle manufacturer specific definitions for OSI layers 3 – 7.

The vehicle manufacturer enhanced diagnostics column shows application layer services covered by ISO 14229-4 which have been defined in compliance with diagnostic services established in ISO 14229-1, but are not limited to use only with them. ISO 14229-4 is also compatible with most diagnostic services defined in national standards or vehicle manufacturer's specifications. The presentation layer is defined vehicle manufacturer specific. The session layer services are covered by ISO 14229-2. The transport protocol and network layer services are specified in ISO 10681.

1 Scope

This part of ISO 17458 specifies the FlexRay communication protocol which is specified for a dependable automotive network. Some of the basic characteristics of the FlexRay protocol are synchronous and asynchronous frame transfer, guaranteed frame latency and jitter during synchronous transfer, prioritization of frames during asynchronous transfer, single or multi-master clock synchronisation 1) time synchronisation across multiple networks, error detection and signalling, and scalable fault tolerance 2) .

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 17458-1, Road vehicles — FlexRay communications system — Part 1: General information and use case definition

Bibliography

1ISO/IEC 7498-1, Information technology — Open Systems Interconnection — Basic Reference Model: The Basic Model
2ISO 7498-2, Information processing systems — Open Systems Interconnection — Basic Reference Model — Part 2: Security Architecture
3ISO/IEC 7498-3, Information technology — Open Systems Interconnection — Basic Reference Model: Naming and addressing
4ISO/IEC 7498-4, Information processing systems — Open Systems Interconnection — Basic Reference Model — Part 4: Management framework
5ISO 10681 (all parts), Road vehicles — Communication on FlexRay
6ISO/IEC 10731, Information technology — Open Systems Interconnection — Basic Reference Model — Conventions for the definition of OSI services
7ISO 14229-1:2012, Road vehicles — Unified diagnostic services (UDS) — Part 1: Specification and requirements
8ISO 14229-2:2012, Road vehicles — Unified diagnostic services (UDS) — Part 2: Session layer services
9ISO 14229-4:2012, Road vehicles — Unified diagnostic services (UDS) — Part 4: Unified diagnostic services on FlexRay implementation (UDSonFR)
10ITU-T Recommendation Z.100 (03/93), Programming Languages — CCITT Specification and Description Language (SDL), International Telecommunication Union, Geneva, 1993; source: http://www.itu.int/rec/T-REC-Z.100-199303-S
11J. Ungermann,—"On Clock Precision Of FlexRay Communication Systems", Dec. 2009; source: http://www.flexray.com
12ISO 17458-1, Road vehicles — FlexRay communications system —Part 1: General information and use case definition
13ISO 17458-3, Road vehicles — FlexRay communications system —Part 3: Data link layer conformance test specification
14ISO 17458-4, Road vehicles — FlexRay communications system —Part 4: Electrical physical layer specification
15ISO 17458-5, Road vehicles — FlexRay communications system —Part 5: Electrical physical layer conformance test specification