FlexRay實現的初期功能是邁向全自動無人駕駛(或近乎全自動駕駛)的第一步。雖然最早的設想是實現汽車線控(X-by-wire)(線控驅動、線控駕駛等)，然而其他發展趨勢也在推動FlexRay技術的發展和應用。主要表現在生產效率、安全法規要求愈來愈高，各種舒適便利功能日趨增多。

　　同時，這些發展趨勢也對電子控制架構和汽車網絡協議性能提出了更高的要求。簡單地說，將來的汽車將需要更高帶寬的總線，及確保迅速響應緊急任務的確定性協議。

　　FlexRay的10Mbps帶寬、內置容錯功能和確定性正是針對這些需求而設計的。FlexRay還能夠兼容多種網絡拓撲，并具有可擴展性來應對新的工程挑戰。

　　未來業界已采用了十幾年的CAN和LIN總線仍能勝任自己的工作。事實上，采用FlexRay未必會對LIN應用(如雨刷和電控車窗)產生太大的影響。因為這些都僅限于局部控制，無需與汽車其余部件進行大量通信，而且只需要很低的數據帶寬。

　　圖：FlexRay的設計支持多個網絡拓撲。

　　CAN也注定會在將來的汽車控制架構中扮演重要的角色。雖然CAN無法滿足現代汽車對總帶寬的要求，但靈活的工程設計至少會暫時提供符合實際的解決方案。

　　這些解決方案包括多個互連的CAN網絡，通過劃分網絡來滿足帶寬要求，同時避免將所有數據都放在同一條總線上。這項經驗證和路測的技術對CAN特別有益。在高度注重安全的汽車行業，其設計變化需要規劃到將來的數十年，這確實是個優勢。

　　寶馬采用FlexRay進行減震控制就是一個很容易理解的例子，該功能本可以由CAN來實現。采用FlexRay直接替換CAN，弄清楚了新技術如何在現實生活中應用，就能明白其出眾的性能。

　　不過逐步采用FlexRay是肯定無疑的，因為FlexRay能夠全面降低復雜性，并可提供更經濟有效的解決方案。從長遠來看，其10Mbps帶寬和內置容錯功能，可以為將來的汽車提供最有效的一流解決方案。

　　減少復雜性，實現更多溝通

　　隨著汽車中增強安全和舒適體驗的功能越來越多，實現這些功能的電子控制單元(ECU)的數量也在持續上升。如今高端汽車有100多個ECU，如果不采用新架構，該數字可能還會增長。ECU操作和眾多CAN總線之間的協調配合日益復雜，嚴重阻礙線控(X-by-wire)的發展。即使可以解決復雜性問題，CAN也缺乏線控所必需的確定性和容錯功能。

　　復雜性問題已引起工程設計領域的強烈關注，不僅要簡化汽車制造流程，還需降低整個子系統的成本。實現這一目標的最佳途徑就是減少ECU數量。當然，這也意味著那些剩下的ECU需要提供更多的服務和擁有更強的性能。同時，由于要與其他ECU更頻繁地通信，所以對網絡帶寬的要求更高，這對安全系統而言尤其重要。

　　為了使FlexRay硅開發駛入快車道，飛利浦半導體公司和飛思卡爾半導體公司已同意交換FlexRay知識產權。交換知識產權將促使這兩家公司的FlexRay控制器和微控制器采用共同的FlexRay協議引擎設計，以確保FlexRay設備間的互操作性。正是這種合作將促使FlexRay技術迅速的應用到汽車當中。

　　靈活的架構

　　FlexRay在試驗階段后又將如何實施呢?圖1所示為高級汽車網絡拓撲中FlexRay的應用示例。

　　FlexRay可以應用在無源總線和星形網絡拓撲結構中，也可以應用在兩者的組合拓撲結構中。這兩種拓撲均支持雙通道ECU，這種ECU集成多個系統級功能，以節約生產成本并降低復雜性。圖1所示的雙通道架構提供冗余功能，并使可用帶寬翻了一番。每個通道的最大數據傳輸率達到10Mbps。

　　無源總線拓撲的主要優勢在于，采用設計工程師熟悉的汽車網絡架構，因而有效控制成本。在需要更高帶寬、更短延遲時間或確定性行為，而同時容錯功能并非必需的情況下，這種無源總線拓撲非常有用。典型的應用領域就是直接替換CAN以滿足帶寬要求。

　　而使用星型拓撲卻可完全解決容錯問題，因為如果出現意外情況，星型的支路可以有選擇的切斷。如果無源總線線纜長度超過規定限制，星型拓撲還可以用作復制器。

　　除了其拓撲的靈活性以外，FlexRay尚有許多其他協議無法比擬的優勢。它同時支持時間觸發(確定性)通信和事件觸發通信，如啟動制動順序(braking sequence)。

　　FlexRay還支持總線間的多種消息傳遞架構。隨著FlexRay在汽車上的廣泛使用以及網絡日益統一，這項功能將越發重要。例如，若干家汽車制造商已經實施或提議采用一種網絡架構，不管采用何種通信協議，所有通信通過一個網關實現。為了跨越協議邊界通信，要求網絡支持多個消息傳遞選項。硅技術實現

　　作為汽車控制架構中日益重要的組成部分，FlexRay技術為半導體公司開辟了一個嶄新的市場。當然，具備性能更優、帶寬更高的芯片是必需的，但半導體公司也必須及時作出重要的戰略決策。為爭奪FlexRay市場份額，芯片公司必須做出決定，是擴展現有芯片(大部分可能為支持CAN而設計)的性能，還是遵循平臺策略，以創建真正專用的FlexRay系列芯片。

　　基本上有兩個硅組件必需要考慮，即收發器和邏輯電路，前者在總線上發送和接收數據，而后者則包括基本的微控制器功能及專門針對FlexRay的通信控制。

　　在過去，收發器通常相對比較簡單，但是，FlexRay拓撲的靈活性及實現事件觸發或時間觸發的操作模式對收發器意義重大。下面列舉其中一部分：

　　10Mbps的數據處理速率;

　　支持FlexRay節點和有源星型拓撲;

　　提供電源管理功能，提高ECU效率;

　　為時間驅動和事件驅動模式集成兩個專用的控制輸入;

　　支持本地和遠程喚醒功能;

　　提供錯誤檢測;

　　符合汽車行業的嚴格規范要求(例如ESD和EMC領域，同時涉及上述各個方面)。

　　集成化解決方案

　　在收發器和微控制器實現的基本控制功能之間，是專門針對通信和FlexRay協議的控制功能。實現該功能的方法有兩個，其一是單獨在通信控制器IC上實現，另一是將其集成到MCU架構中，但這要求采用FlexRay的平臺策略。

　　后者在性能、可靠性和成本方面都有優勢。將MCU和通信控制器集成到一塊芯片上，可減少部件數量，降低組件成本并縮短工程設計時間，而且還有允許內存共享等其他優勢。當微控制器和通信控制不要求單獨的內存時，設計者甚至可以在降低系統成本的同時，在芯片上實現更多的性能。將FlexRay控制器集成到MCU架構的另一個優勢是可以在硬件或軟件上實現分區。這使FlexRay真正實現靈活性和可擴展性。

　　汽車行業決定起草FlexRay標準時采用一種靈活的方法，這對實現FlexRay MCU硅片具有重要意義。

　　首先，要求具有相當大的計算能力。當今汽車應用中常用的大多數8位或16位MCU最終都將被淘汰，32位MCU架構會比較合適。

　　如上所述，車內網絡在可預見的將來并不統一。因此，除了支持FlexRay v2.1規范以外，最適合網關應用的MCU必須集成多個LIN 2.0和CAN 2.0B控制器，并為媒體定向系統傳輸(MOST)總線和以太網做好準備。

　　隨著汽車越來越多地使用電子設備和軟件來體現產品差異，省電也相當重要。可以通過提供各種電源模式或選擇性地開關外圍設備，將能耗調整到實際需要的MCU成為首選，因為將來內存需求還會增加，從組件成本及性能角度考慮，統一內存架構更為重要。

　　飛利浦SJA2510 FlexRay微控制器擁用32位ARM968E核心，最高頻率可達80MHz;一個完整集成FlexRay v2.1的雙通道控制器，六個CAN控制器，八個LIN主控制器和多種高級電源模式。

　　此外，該公司的TJA1080 FlexRay收發器也與上述收發器特征相當匹配。TJA1080是唯一可以同時以無源總線模式和星型模式操作的收發器。

　　嚴格的規范已準備就緒，一些基于FlexRay的系統也即將部署，因此，汽車和半導體公司都在考慮線控技術。安全性是部署線控時的首要考慮因素，FlexRay的規范將包括一個監控總線訪問的總線監控器，這樣在傳輸過程中就不會丟失或損壞數據。

　　FlexRay聯盟仍在定義總線監控器的概念。中央總線監控器和分布式總線監控器概念也在考慮中。規范完成后，會在硅上實現該概念，但預期于2006年實施的FlexRay應用將不需要總線監控器。同時，我們將會看到，由FlexRay實現的便利性、控制和安全功能會越來越多。當線控時代到來時，FlexRay將是一項經過充分測試及實際驗證的較為成熟的技術。