3  网络建环优化设计
    直接网络管理的监控机制和睡眠协商机制都是以网络建环为基础，OSEK规范中给出动态加入新节点的建环策略，2个节点先建环，第3个节点再动态加入环。但OSEK并未给出上电时建环过程，本文针对如何在上电初始时刻快速可靠地建立一个稳定的逻辑环展开进一步研究。
    按照OSEK规范，在保证各控制器Ttyp时间一致的前提下，alive发送间隔时间太近，ring报文会被其他节点忽略掉，严重会进入建环失败的死循环，另外节点上线的顺序不连续，会导致网络节点被逻辑环跳过，从而无法迅速地建立逻辑环。本文针对以上问题，对建环策略进行了优化设计，由于整车网络中各控制器的CAN初始化时间不同，开始发送报文的时间也不同，要求各控制单元的CAN初始化时间在100 ms内，为了在发送完alive报文后的Ttyp时间内可以有足够的时间去识别网络其他节点，同时考虑网络中节点数量和总线负载率，将Ttyp时间规定为110 ms，在快速建环的同时，不能影响应用报文的发送，设计只规定上电或唤醒时alive报文的发送时间。以3节点为例，源ID为1的节点发送alive的时间为110 ms、源ID为2的节点发送alive的时间为120 ms，源ID为3的节点发送alive的时间为130 ms，如图2所示。

这样做既保证了节点建环时不会被跳过，又保证了建环时节点上环的有序性，使逻辑环的建立快速有序地完成。

    4 网络管理状态迁移优化设计
      OSEK规范的状态迁移在实际整车CAN网络中冗余度过高，为节约系统资源需要进行优化设计，现只保留NMReset、NMNormal、NMNormalPresleep、Limphome、LimphomePresleep、NMTwbs、NMBusSleep 7个状态，如图3所示。其中，路径④和⑩转换条件进行了简化，以优化节点睡眠过程。

    网络状态迁移路径及转换条件如下：①本地唤醒或报文唤醒；②发送alive报文并置Ttyp准备发送ring报文，且Rx≤limil，Tx≤limit;③监控ring报文的Tmax计时器超时；④GotoMode （hussleep）调用，且Tactive_min到时；⑤GotoMode （Awake）调用；⑥带有睡眠应答位的ring报文成功发送或接收；⑦、⑧发送ring报文时Tx>limit，进入limphome状态；⑨发送alive报文时Rx>limit或Tx>limit，进入limphome状态；⑩limphome报文成功发送并且可以接收到其他控制单元的NM报文；11GotoMode（hussleep）调用，且Tlimphome到时；12GotoMode （Awake）调用或接收到带清睡眠指示位的NM报文；13监控ring报文的Tmax计时器超时或接收到带睡眠应答位的NM报文；14接收到清睡眠指示位的NM报文且之前状态为LimphomePresleep ;15GotoMode（Awake）调用或接收到清睡眠指示位的NM报文且之前状态为Limphome ;16GotoMode （Awake）调用或接收到清睡眠指示位的NM报文；17计时器Twaltbussleep到时。
    以三节点为例，按照上述转换方法，理论分析节点睡眠过程，用01表示清睡眠指示的ring报文，05表示置睡眠指示的ring报文，07表示置睡眠应答位的ring报文。转换条件④如按照OSEK的要求，当睡眠条件满足时，GotoMode （bussleep）将调用，同时必须伴随置睡眠指示位的ring报文05成功发送，这时节点才能实现从NMNormal到NMNormalPresleep状态的转换，这样对睡眠时间上造成了一定的延时。按照简化后的转换条件④，睡眠条件满足即GotoMode （bussleep）调用后立即进入NMNormalPresleep状态。睡眠过程时序图如4图所示。

    当节点1检测到节点2和节点3已经发送了05的ring报文后，由于其此前已经进入了NMNormalPresleep状态，无需再次发送05的ring报文，可直接发送07的ring报文进行睡眠的应答。转换条件11原理相同。可见，通过对转换条件④、11的优化，使网络睡眠时间缩短，减少了整车静态能源的消耗。

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