在SoC中集成FlexRay網絡控制器的設計策略
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隨著FlexRay開始進入實用，現在是汽車電子工程師計劃在其設計中添加FlexRay的時候了。對于那些想把FlexRay集成到新型芯片的公司，現在已經可以獲取可綜合、經過驗證的FlexRay知識產權(IP)。
新的汽車應用如先進引擎和排放控制及線控功能需要許多電子組件，其中每一個都對更高的數據率、確定性的行為和可靠性有強烈的要求。這就極大地增加了對汽車總線的要求，而FlexRay通信協議的開發正是為了滿足這些要求。
FlexRay技術可以被分為三個主要領域：配置和管理FlexRay簇的軟件、實現FlexRay協議的數字邏輯及模擬信號驅動器。在此，我們重點討論FlexRay IP的數字硬件單元并考慮如何將其集成到系統級芯片(SoC)之中。
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概念的最佳分割
在設計FlexRay核的過程中，設計工程師應該把重點放在與通信相關的容錯設計，而不是放在諸如消息協議算法之類與應用相關的問題。該范例確保其設計適用于具有不同容錯要求的各種應用。
FlexRay核被分為負責處理所有FlexRay特有協議的協議引擎(PE)和負責處理將FlexRay功能集成到其它系統的所有任務的控制器主接口(CHI)。
CHI主要訪問FlexRay核的配置、控制和狀態寄存器及消息緩沖器的配置、控制和狀態寄存器。消息緩沖器具有FlexRay幀(已接收幀和待發送幀)，包括幀首、有效載荷及幀狀態信息。消息緩沖器數據存儲在FlexRay存儲器之中，而消息緩沖控制結構在CHI中實現。
終端用戶應用需求的差異很大，因此，該內核應該具有可配置能力，以便集成商能夠優化應用性能并調節芯片類似面積和功耗之類的特性。例如，在IPextreme提供給飛思卡爾FlexRay控制器核之中，內核可以被配置為實現最大256個消息緩沖器和最大輸入均為256的兩個接收FIFO。
一些應用可以從用戶定制和面向特定應用的CHI獲益，這需要良好定義的、詳細和備有證明文件的的PE接口。IP供應商提供滿足許多應用需求的通用目的CHI，它包括所有詳細的FlexRay功能，如獨立收發緩沖器(單和雙緩沖發送)的使用、狀態或事件傳輸模式、接收FIFO功能、消息緩沖過濾和雙通道模式。
然而，特定的應用可能需要這些功能的子集。對于一些面積和功耗很重要的應用，減少CHI復雜性的好處很大。該策略僅當PE模塊的接口和行為被非常好地定義和歸檔時才可行。
時鐘域交叉(CDC)單元實現從CHI時鐘域到PE時鐘域的信號交叉，反之亦然，從而容許異步和CHI時鐘域。CHI頻率依賴于待處理的消息緩沖器的復雜性和數量，它可以比PE時鐘慢很多或快很多。如果CHI可用與PE一樣的40MHz時鐘驅動，那么，就可以省略CDC以減少門數。
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