AUTOSAR Network Management（网络管理 NM）

AUTOSAR Network Management（网络管理，NM）

网络管理（NM）用于协调 ECU 集群中的网络进入休眠/唤醒状态，从而降低整车的静态电流消耗（在钥匙 OFF 时几乎不耗电，同时保证网络的唤醒可靠性）。AUTOSAR 的 NM 分为总线相关的（CanNM/LinNM/FrNM/EthNM）和通用 NM（Generic NM）。

9.1 为什么需要网络管理

• 节省功耗：车辆熄火后，ECU 必须能进入低功耗休眠，否则静态电流过大，可能导致电瓶亏电。
• 确保唤醒：某个 ECU（如诊断仪/遥控）需要网络时，能通过 NM 报文唤醒整个网络。
• 网络协调：管理各个节点何时可以通信、何时可以休眠。

9.2 AUTOSAR NM 的分层

┌──────────────────────────────────────────────┐
│              ComM（通信管理器）                 │  协调多个网络/通道的通信请求
├──────────────────────────────────────────────┤
│           CanNm / LinNm / FrNm / EthNm      │  总线的 NM 报文收发（网络功能）
├──────────────────────────────────────────────┤
│    BSWM(BSW Mgr)+ <= 总控状态机          │
├──────────────────────────────────────────────┤
│             交互（总线报文）              │
└──────────────────────────────────────────────┘

关键模块：

• NM（通用）：提供一个通用 NM 抽象（不直接依赖总线）。
• CanNm（CAN 网络管理）：负责 CAN 网络上的 NM。
• ComM：管理"请求通信"、协调各总线通道，并把"是否允许通信"传递给 NM。

9.3 网络管理模式 / 状态机

AUTOSAR NM 主要包含三种状态（状态机）：

• Network Mode（正常网络模式）：节点的 NM 功能激活，可以发送/接收报文（通信进行中）：
  • Repeat Message State（重复报文）：唤醒后先重复发送 NM 报文（建议节点状态、唤醒网络）；
  • Normal State（正常）：正常发送 NM / 应用报文；
  • Ready Sleep State（准备休眠）：本节点无通信需求，等待网络休眠。
• Prepare Bus Sleep Mode（待休眠）：网络进入前的准备阶段，等待网络都无需求（每个节点都不再请求）。
• Bus-Sleep Mode（总线休眠）：ECU 休眠，只有唤醒源（如总线消息、IO 触发）能唤醒。

9.4 NM 关键机制

9.4.1 NM 报文（NM Message）

• NM 报文是周期/事件触发的总线消息，用于声明节点的"活跃状态"、传递 NM 数据（状态位、用户数据）。
• 通过 NID（Network ID）区分。

9.4.2 NM 协调（ComM 交互）

• 自愿性（voluntary）/非自愿（involuntary） 两种请求方式：
• ComM_RequestComMode 申请通信模式（Full/Silent/NoCom）。
• 当多个通道都"释放"（Release）后，NM 才允许休眠。

9.4.3 唤醒（Wakeup）

• 通过唤醒源（如 CAN 唤醒帧、硬线唤醒、IO）唤醒。
• NM 检测到唤醒后进入 network mode，若唤醒后无业务需求则再次进入休眠。

9.5 状态转换示意（简化）

        (无网络需求)
NetworkMode ───────────────► Prepare Bus-Sleep ───(超时/空闲)──► BusSleep
    ▲                                   ▲
    │  (有需求/唤醒)                (收到NM/唤醒)
    └───────────────────────────────────┘

• Repeat Message Timer：重复发送次数/时间（保证所有节点同步）。
• NM Timeout：超过一定时间没有收到 NM 报文（或本地需求消失），进入 prepare。

9.6 可关断性（Partial Networking）

• 局部的网络管理允许部分网络节点进入深度休眠（Partial Networking），而非整条总线全部休眠（省更多功耗）。
• 使用 CAN FD / 带 WUF（唤醒帧） 等机制，唤醒指定节点。

9.7 NM 与系统服务交互

方面	交互
COM/BSWM	网络进入休眠/唤醒与 BS 交互
BSWM	BSW 管理器协调 PDU（是否允许收发/是否允许休眠）
ComM	ComM 发起/释放网络请求
EcuM	管理 ECU 整体电源/休眠时序

小结

AUTOSAR 的 NM 通过 NM 报文 + 状态机（Network / PrepareBusSleep / BusSleep） 实现簇级网络的休眠/唤醒，通过 ComM/BswM/CanNM 协调，达到整车低功耗同时保证网络的可用性。它也是大多数 ECU 集成的公共部分。

本篇为第 9 篇。下一节介绍 AUTOSAR(PC) Bootloader。