1为什么需要网络管理？
随着汽车行业的快速发展，从燃油车到混动车和纯电动车，从传统的机械钥匙到遥控钥匙再到无钥匙进入PEPS，汽车部署控制器越来越多。下面列举上世纪和当今汽车的整车网络拓扑：
不难理解，越来越多的控制器部署到汽车电子电器架构，意味着可以实现更多的功能，同时也意味着更多的能量消耗。另外，日益复杂的网络拓扑对控制器间如何协同工作提出巨大的挑战。为了节能减小耗电，某些时刻不需要工作的控制器应该休眠；但某些时刻，又需要休眠的控制器立马醒来参与工作。因此，需要一种控制机制或策略，使得通讯拓扑网络中的ECU节点能有序地休眠和唤醒，这样就可以保证汽车功能的同时尽可能节省电量。
2 CAN网络管理的几个概念
关于网络管理的控制机制，以前主要采用OSEK NM标准来实现，而现在主要采用AutoSAR NM，关于两者的联系与区别可参考：CAN通讯系列补充篇：OSEK NM VS. AutoSAR NM13 。根据是否需要网络管理报文分为直接网络管理和间接网络管理
- 直接网络管理：需要网络管理报文来实现网络管理；
- 间接网络管理：不需要网络管理报文，而使用应用报文来实现网络管理。
AutoSAR NM属于直接网络管理，它又分为全局网络管理和局部网络管理。全局网络管理就是之前所提到的同睡同醒，但在一些场景功能中只需要网段中部分的控制器参与工作，所以为了避免造成多余的电量消耗，提出局部网络（Partial Network，PN）管理，以实现分组休眠和唤醒，如下所示：
某个场景下带绿点的控制器处于工作状态，带红点的控制器处于低功耗状态（睡眠），显而易见，如果采用的同睡同醒策略，那么将会有额外的4个控制器带来电量的消耗。
理清了上述网络管理的几个概念之后，基于CAN总线，下面回归到AutoSAR NM，来探讨它的全局网络管理和局部网络管理。
3. AutoSAR NM 状态机
以AutoSAR NM的状态机为起点，虽然之前有几篇文章进行过介绍，比如CAN通讯系列补充篇- NM状态机跳转详解8 ，但有必要继续探讨。
结合上篇文章可知：当整车处于休眠状态，如果出现了唤醒场景，那么一定有来自控制器内部的本地唤醒请求，然后才有唤醒网络请求，体现在AutoSAR NM状态机就是本地唤醒源使得IEB进入总线睡眠模式（BusSleep Mode），成为主动唤醒源，然后IEB就会从总线睡眠模式跳转到网络模式（Network Mode）的重复报文状态（Repeat Message State）。
在重复报文状态，主动唤醒节点IEB会开始以快发形式发送网管报文，而且会连续发送一定的数量网管报文，比如以20ms的发送周期连续快发5帧网管报文。
而被动唤醒节点EPS和VCU接收到IEB的网管报文，同样它们的状态会跳转到重复报文状态，也会周期性发送不同ID的网管报文，但不是快发形式，通常是500ms的发送周期，具体发多少帧取决具体需求。另外，对于被动唤醒节点EPS和VCU需要连续接收到IEB几帧网管报文，可能是一帧，也可能是两帧等，取决于具体需求。
另外在这个状态，对于主动唤醒节点IEB除了需要发送网管报文，还需要发送应用报文，但第一帧是需要先发网管报文，再发应用报文。
当IEB处于重复报文状态一段时间后，就会跳转到正常运行状态（Normal Operation State）,
主动唤醒节点IEB将继续周期性发送网管报文，比如500ms的发送周期，以此告诉其他节点自己在正常通信。
而EPS和VCU可能继续周期性发送报文，也可能会停发，取决于节点是否需要与与总线上其他节点进行信息交换。
- 当节点需要主动与总线上其他节点进行信息交换时，就通过发送网管报文来请求网络，并将其网络状态设置为“网络请求”；
- 当节点不需要主动与总线上的其他节点进行交互时，就将网络状态设置为“网络释放”，节点在“网络释放”状态下依然需要响应总线上其他节点的网络请求。
关于PN本文暂不做分析。
4. AutoSAR NM 网络管理报文
上节多次提到网络管理报文，其定义如下表：
Byte0 用于发送源节点ID，每一个 ECU 都会被分配一个唯一的ID，来告知接收节点该 网管报文是由哪个节点发送的。比如定义IEB的网管报文ID为0x410, 则节点ID为0x10；同样地，EPS的网管报文ID为0x412, 则节点ID为0x12；VCU亦是如此逻辑。
Byte1控制位向量，非常重要，这里着重介绍Bit0, 4, 6。
Bit 0 : 重复报文状态请求位，用来表示有无请求重发报文状态，1则有，0则无；
Bit 4 : 主动唤醒位，用来表示是否为主动唤醒网络，1为主动唤醒，0为被动唤醒；
Bit 6 : 局部网络信息位，用来表示网管报文包含PNC信息，如果网络管理有使用到PN功能，那么该位会被置为1，否则为0；
其他位暂时预留。
而对于网管报文的Byte2-7，需要根据整车网络管理（休眠唤醒）场景来定义，比如在某个唤醒场景，IEB的网管报文定义如下：
通过该网管报文可知，IEB为主动唤醒节点，它需要唤醒三个控制器，分别是EPS，EPB和VCU，以此思路，针对不同休眠唤醒场景，网管报文的内容会不同，也就是说需要详细分析每一个场景来确定网管报文的内容。
5 小结
以上就介绍CAN网络管理的几个重要概念，可以这么理解网络管理方法决定以怎样的形式进行，但最终要符合休眠唤醒场景或功能的定义。下篇文章再进一步来分析下AutoSAR NM状态机和网管报文。
