常用車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(MOST)課件

汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修1PPT課件汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修1PPT課件光學總線

3.1光學總線的信息傳輸3.1.1光學傳輸簡介1.信號的光學傳輸

與傳統(tǒng)的電傳輸信號不同，光學傳輸是利用光來傳輸信號的，兩者的區(qū)別如圖3-1所示。圖3-1光傳輸與電傳輸?shù)膮^(qū)別2PPT課件光學總線3.1光學總線的信息傳輸3.1.1光學傳輸簡介1.圖3-2光信號通過光導纖維（光纜）傳輸2.光學傳輸?shù)膬?yōu)點導線少且重量輕；傳輸速度快；不會產(chǎn)生電磁干擾，同時對電磁干擾也不敏感。3.1.2光學傳輸?shù)南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)1.光學傳輸?shù)目刂茊卧?/p>

在光學總線中，每一個總線用戶（收音機、CD唱機、視頻導航儀等）都有一個光學傳輸控制單元，用于實現(xiàn)光學傳輸?shù)男盘栒{(diào)制、解調(diào)和控制。3PPT課件圖3-2光信號通過光導纖維（光纜）傳輸2.光學傳輸?shù)膬?yōu)點

光學傳輸控制單元由內(nèi)部供電裝置、收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）、光波收發(fā)器、標準微控制器（CPU）、專用部件等組成。圖3-3光學傳輸控制單元4PPT課件光學傳輸控制單元由內(nèi)部供電裝置、收發(fā)單元—1）光導插頭

收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）由一個光電二極管和一個發(fā)光二極管構(gòu)成（圖3-4）。2）電氣插頭3）內(nèi)部供電裝置4）收發(fā)單元——光導發(fā)射器

如圖3-5所示，光學傳輸中使用的光波波長為650nm，是可見紅光。圖3-4光導發(fā)射器（FOT）

圖3-5波長650nm的可見紅光5PPT課件1）光導插頭收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）5）光波收發(fā)器6）標準微控制器7）專用部件2.光電二極管

光電二極管是利用光電效應(yīng)原理將光波轉(zhuǎn)換成電壓信號的。如圖3-6所示，光電二極管內(nèi)有一個P-N結(jié)，入射光可以照射到這個P-N結(jié)上。在P型層上有一個正極觸點（滑環(huán)），N型層與金屬底板（負極）相連。圖3-6光電二極管的結(jié)構(gòu)示意圖6PPT課件5）光波收發(fā)器6）標準微控制器7）專用部件2.光電二極管

如果入射光或紅外線照射到P-N結(jié)上，P-N結(jié)內(nèi)就會產(chǎn)生自由電子和空穴，從而形成穿越P-N結(jié)的電流。照射到光電二極管上的入射光越強，流過光電二極管的電流就越大。這個現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。圖3-7光電效應(yīng)原理7PPT課件如果入射光或紅外線照射到P-N結(jié)上，P-N結(jié)3.光導纖維1）光導纖維的作用和相關(guān)要求

作為光波的傳輸介質(zhì)，光導纖維（亦稱光纜）的作用是將在某一控制單元發(fā)射器內(nèi)產(chǎn)生的光波傳送到另一控制單元的接收器。2）光導纖維的結(jié)構(gòu)

如圖3-9和圖3-10所示，光導纖維由幾層構(gòu)成。纖芯是光導纖維的核心部分，是光波的傳輸介質(zhì)，也可以稱之為光波導線。纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根據(jù)全反射原理幾乎無損失地傳輸。圖3-8光導纖維的作用是傳輸光波8PPT課件3.光導纖維1）光導纖維的作用和相關(guān)要求作為光圖3-9光導纖維的結(jié)構(gòu)

圖3-10光導纖維各部分的尺寸9PPT課件圖3-9光導纖維的結(jié)構(gòu)圖3-10光導纖維各部分的3）光波在光導纖維中的傳輸

在直的光導纖維中，光波是按全反射原理在纖芯表面以Z字形曲線傳輸?shù)摹?0PPT課件3）光波在光導纖維中的傳輸在直的光導纖維中，光4）專用插頭

為了能將光導纖維連接到控制單元上，在光學傳輸系統(tǒng)中使用了一種專用插頭。插座本體上有一個信號方向箭頭，表示光波傳輸方向（通向接收器）。圖3-14光學傳輸系統(tǒng)的專用插頭11PPT課件4）專用插頭為了能將光導纖維連接到控制單元上5）光纖端面

為了能使光波傳輸過程中的損失盡可能小，光導纖維的端面應(yīng)光滑、垂直、潔凈（圖3-15）。因此，使用了一種專用的切削工具。切削面上的污垢和刮痕會加大光波的傳輸損失（衰減）。圖3-15光導纖維的端面12PPT課件5）光纖端面為了能使光波傳輸過程中的損失盡可能2.5MOST數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)2.5.1MOST的發(fā)展

MOST是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標準，通過采用MOST，不僅可以減輕連接各部件的線束的質(zhì)量、降低噪聲，而且可以減輕系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)人員的負擔，最終在用戶處實現(xiàn)各種設(shè)備的集中控制。13PPT課件2.5MOST數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)2.5.1MOST的發(fā)展132.MOST的應(yīng)用

MOST系統(tǒng)可連接汽車音響系統(tǒng)、視頻導航系統(tǒng)、車載電視、高保真音頻放大器、車載電話、多碟CD播放器等模塊，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達22.5Mbit/s，而且沒有電磁干擾。圖3-17AUDIA8汽車的信息及娛樂（InformationandEntertainment）多媒體系統(tǒng)14PPT課件2.MOST的應(yīng)用MOST系統(tǒng)可連接汽車音圖3-18BMW車系F01/F02車型的MOST多媒體影音娛樂系統(tǒng)TOPHIFI—頂級高保真音響放大器；CIC—車輛信息計算機；DVD—DVD換碟機；KOMBI—組合儀表；RSE—后座區(qū)娛樂系統(tǒng)；SDARS—衛(wèi)星收音機調(diào)諧器；TCU—遠程通信系統(tǒng)控制單元；ULF-SBX—接口盒；VM—視頻模塊；ZGM—中央網(wǎng)關(guān)模塊15PPT課件圖3-18BMW車系F01/F02車型的MOS3.MOST的傳輸速率圖3-19多媒體的數(shù)據(jù)傳輸速率16PPT課件3.MOST的傳輸速率圖3-19多媒體的數(shù)據(jù)傳輸速率1圖3-20帶有立體聲的數(shù)字式電視系統(tǒng)

車載多媒體影音娛樂系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸速率要求很高。僅僅是帶有立體聲的數(shù)字式電視系統(tǒng)，就需要約6Mbit/s的傳輸速度。17PPT課件圖3-20帶有立體聲的數(shù)字式電視系統(tǒng)

在車載多媒體影音娛樂系統(tǒng)中，海量的視頻和音頻數(shù)據(jù)是由MOST總線來傳輸?shù)?，而CAN總線只能用來傳輸控制信號（圖3-21）。圖3-21CAN總線在車載數(shù)字電視系統(tǒng)中用來傳輸控制信號3.2.2MOST的組成與系統(tǒng)狀態(tài)1.MOST的拓撲結(jié)構(gòu)

MOST總線系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)?？刂茊卧ㄟ^光導纖維沿環(huán)形方向?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到下一個控制單元。這個過程一直在持續(xù)進行，直至首先發(fā)出數(shù)據(jù)的控制單元又接收到這些數(shù)據(jù)為止?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)總線自診斷接口和診斷CAN總線來對MOST系統(tǒng)進行故障診斷。18PPT課件在車載多媒體影音娛樂系統(tǒng)中，海量的視頻和音頻數(shù)圖3-22MOST系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)19PPT課件圖3-22MOST系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)19PPT課件圖1-42BMWE60車系全車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成20PPT課件圖1-42BMWE60車系全車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成20PPT課在MOST總線中，每個終端設(shè)備（節(jié)點、控制單元）在一個具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中通過光導纖維環(huán)相互連接。圖3-23音頻、視頻數(shù)據(jù)信息在MOST環(huán)形總線上循環(huán)R—接收器；T—發(fā)射器各個控制單元之間的連接通過一個數(shù)據(jù)只沿一個方向傳輸?shù)沫h(huán)形總線實現(xiàn)。也就是說，一個控制單元擁有兩根光導纖維，一根光導纖維用于發(fā)射器，一根光導纖維用于接收器。21PPT課件在MOST總線中，每個終端設(shè)備（節(jié)點、控制單在MOST控制單元中進行純粹的光導纖維連接。對于所有MOST插頭而言，2芯光導纖維插頭（圖3-24）的結(jié)構(gòu)是一樣的。光導纖維線腳Pin1始終用于輸入，光導纖維線腳Pin2始終用于轉(zhuǎn)發(fā)，其上由箭頭符號。圖3-242芯光導纖維插頭22PPT課件在MOST控制單元中進行純粹的光導纖維2.MOST系統(tǒng)管理器

MOST系統(tǒng)管理器與診斷管理器共同負責MOST總線內(nèi)的系統(tǒng)管理。（1）控制系統(tǒng)狀態(tài)；（2）發(fā)送MOST總線信息；（3）管理傳輸容量。系統(tǒng)管理器的作用如下：3.MOST總線系統(tǒng)狀態(tài)1）休眠模式處于休眠模式時，MOST總線內(nèi)沒有數(shù)據(jù)交換，靜態(tài)電流降至最小值，系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，只能由系統(tǒng)管理器發(fā)出的光波啟動脈沖來激活。圖3-25處于休眠模式下的MOST系統(tǒng)23PPT課件2.MOST系統(tǒng)管理器MOST系統(tǒng)管理器與診斷2）備用模式MOST總線系統(tǒng)處于備用模式時，無法為用戶提供任何服務(wù)，但這時MOST總線系統(tǒng)仍在后臺運行。圖3-26處于備用模式下的MOST總線系統(tǒng)3）通電工作模式MOST總線系統(tǒng)處于通電工作模式時，控制單元完全接通，MOST總線上有數(shù)據(jù)交換，用戶可使用影音娛樂、通信、導航等所有功能。圖3-27處于通電工作模式下的MOST系統(tǒng)24PPT課件2）備用模式MOST總線系統(tǒng)處于備用模式時，3.2.3MOST的數(shù)據(jù)傳輸1.信息幀1）脈沖頻率

MOST系統(tǒng)管理器以44.1KHz的脈沖頻率向環(huán)形總線上的下一個控制單元發(fā)送信息幀（Frames)。由于使用了固定的時間光柵和脈沖頻率，MOST系統(tǒng)允許傳遞同步數(shù)據(jù)。2）信息幀的結(jié)構(gòu)在MOST系統(tǒng)中，一個信息幀的大小為64字節(jié)（1個字節(jié)為8bit，可分成以下幾部分。圖3-28MOST信息幀的結(jié)構(gòu)25PPT課件3.2.3MOST的數(shù)據(jù)傳輸1.信息幀1）脈沖頻率（1）起始區(qū)。26PPT課件（1）起始區(qū)。26PPT課件（2）分界區(qū)。27PPT課件（2）分界區(qū)。27PPT課件（3）數(shù)據(jù)區(qū)。28PPT課件（3）數(shù)據(jù)區(qū)。28PPT課件（4）校驗字節(jié)。

兩個校驗字節(jié)傳送發(fā)射器/接收器地址（標識符）和接收器的控制指令（如放大器音量增大或音量減?。┬畔?。29PPT課件（4）校驗字節(jié)。兩個校驗字節(jié)傳送發(fā)射器/接（5）狀態(tài)區(qū)。

信息幀的狀態(tài)區(qū)包含用于給接收器發(fā)送信息幀的信息。30PPT課件（5）狀態(tài)區(qū)。信息幀的狀態(tài)區(qū)包含用于給接收器（6）奇偶校驗區(qū)。

奇偶校驗區(qū)用于最后檢查數(shù)據(jù)的完整性，該區(qū)的內(nèi)容將決定是否需要重復一次發(fā)送過程。31PPT課件（6）奇偶校驗區(qū)。奇偶校驗區(qū)用于最后檢查數(shù)2.MOST總線的工作過程1）系統(tǒng)啟動（喚醒）圖3-35伺服光波的傳輸過程32PPT課件2.MOST總線的工作過程1）系統(tǒng)啟動（喚醒）圖3-35圖3-36主光波圖3-37喚醒過程結(jié)束（開始數(shù)據(jù)傳輸）33PPT課件圖3-36主光波圖3-37喚醒過程結(jié)束（開始數(shù)據(jù)2）同步數(shù)據(jù)的傳輸

在MOST系統(tǒng)中，音頻和視頻信息是作為同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹楸阌诶斫?，下面以AUDIA803年型汽車播放音樂CD為例來進行說明。圖3-38同步數(shù)據(jù)（音頻和視頻信息）的傳輸過程34PPT課件2）同步數(shù)據(jù)的傳輸在MOST系統(tǒng)中，音頻和視

同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理如圖3-39所示，前部信息控制單元J523用帶有以下校驗數(shù)據(jù)的信息組：圖3-39同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理35PPT課件同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理如圖3-39所示，前部信息3）異步數(shù)據(jù)的傳輸

在MOST系統(tǒng)中，導航系統(tǒng)的地圖顯示、導航計算、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁和E-Mail等圖片、文本信息是作為異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

異步數(shù)據(jù)源是以不規(guī)則的時間間隔來發(fā)送這些數(shù)據(jù)的。為此，每個數(shù)據(jù)源將其異步數(shù)據(jù)存儲到緩沖寄存器內(nèi)。然后數(shù)據(jù)源開始等待，直至接收到帶有接收器地址的信息組。36PPT課件3）異步數(shù)據(jù)的傳輸在MOST系統(tǒng)中，導航系統(tǒng)3.2.4MOST的診斷1.診斷管理器

除系統(tǒng)管理器外，MOST總線還有一個診斷管理器。圖3-41診斷管理器

診斷管理器執(zhí)行環(huán)路斷開診斷，并將MOST總線上的控制單元診斷數(shù)據(jù)傳給診斷控制單元。在AudiA803年型汽車上，數(shù)據(jù)總線診斷接口J533就是執(zhí)行自診斷功能的。2.系統(tǒng)故障

如果在MOST總線上發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸中斷，就無法完成正常的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。由于MOST總線是環(huán)形結(jié)構(gòu)，因此將這種數(shù)據(jù)傳輸中斷稱為環(huán)路斷開，亦即總線斷路。

診斷管理器的故障存儲器中存有故障信息——“光纖數(shù)據(jù)總線斷路”。37PPT課件3.2.4MOST的診斷1.診斷管理器除系統(tǒng)3.環(huán)路斷開診斷1）診斷導線與詢問脈沖

為準確判斷出發(fā)生環(huán)路斷開的具體位置，需要使用診斷導線來進行環(huán)路斷開診斷。

診斷導線通過中央導線連接器與MOST總線上的各個控制單元相連。圖3-42診斷導線與MOST總線上的各個控制單元相連38PPT課件3.環(huán)路斷開診斷1）診斷導線與詢問脈沖為準確判斷出發(fā)生2）應(yīng)答的內(nèi)容

環(huán)路斷開診斷開始后，MOST總線上的各個控制單元發(fā)送以下兩種信息：（1）控制單元電氣方面是否正?！究刂茊卧姎夤δ苁欠裾＃ㄈ珉娫垂╇娛欠裾＃唬?）控制單元光學方面是否正?！究刂茊卧墓怆姸O管是否能夠接收到環(huán)形總線上位于其前面的控制單元發(fā)出的光波信號。診斷管理器通過這些信息就可識別出：（1）MOST總線系統(tǒng)是否有電氣故障（供電故障）以及是哪個控制單元出現(xiàn)了電氣故障；（2）MOST總線系統(tǒng)中哪兩個控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸中斷了，亦即是哪兩個控制單元之間的光導纖維發(fā)生了斷路。39PPT課件2）應(yīng)答的內(nèi)容環(huán)路斷開診斷開始后，MOST總線3）故障的確認

可利用備用的控制單元VAS6186來替換可疑控制單元，然后觀察MOST系統(tǒng)是否恢復正常。若替換后，系統(tǒng)恢復正常，則可確認，故障確系可疑控制單元損壞所致。圖3-43用備用的控制單元VAS6186替換可疑控制單元圖3-44備用的控制單元VAS618640PPT課件3）故障的確認可利用備用的控制單元VAS6186來替換4.信號衰減幅度增大的診斷

診斷管理器還有信號衰減幅度增大的診斷功能，即通過監(jiān)測MOST系統(tǒng)傳輸光波功率的降低來判斷光學系統(tǒng)在信號傳輸過程中是否存在信號衰減幅度過大的故障。圖3-45信號衰減幅度增大的診斷41PPT課件4.信號衰減幅度增大的診斷診斷管理器還有信號衰3.4光導纖維的使用與維修3.4.1光波傳輸系統(tǒng)的信號衰減及原因1.光波傳輸系統(tǒng)的信號衰減

為了表征光波在傳輸過程中的損失程度，引入了光波信號衰減這一概念。如果在傳輸過程中，由于歷經(jīng)多次轉(zhuǎn)發(fā)，光波的功率降低了，就稱之為發(fā)生了光波信號衰減。

光波信號的衰減程度用衰減常數(shù)來表示，其單位為分貝（dB）。衰減常數(shù)的定義為：42PPT課件3.4光導纖維的使用與維修3.4.1光波傳輸系統(tǒng)的信號

如果光波發(fā)射源發(fā)射的光波功率為20W，而光波接收器接收到的光波功率為10W。則在這一轉(zhuǎn)發(fā)過程中，光波的衰減常數(shù)為：

也就是說，對于衰減常數(shù)為3dB的光波傳輸系統(tǒng)而言，光波信號會衰減一半。

在光學總線系統(tǒng)中，一般將3dB作為光波傳輸系統(tǒng)衰減常數(shù)的極限值，超出極限值即認為光波傳輸系統(tǒng)的信號衰減幅度過大，必須予以維修或更換。圖3-61光波信號在兩個控制單元之間傳輸時的衰減情況43PPT課件如果光波發(fā)射源發(fā)射的光波功率為20W，而光波接2.信號衰減幅度增大的原因

圖3-62導致光波傳輸系統(tǒng)信號衰減幅度增大的原因1-光導纖維的曲率半徑過小。如果光導纖維彎曲（折疊）的半徑小于25mm，那么在纖芯的拐點處就會產(chǎn)生模糊（不透明，與折疊的有機玻璃相似），這時必須更換光導纖維；2-光導纖維的包層損壞；3-光導纖維端面刮傷；4-光導纖維端面臟污；5-光導纖維端面錯位（插頭殼體碎裂）；6-光導纖維端面未對正（角度不對）；7-光導纖維的端面與控制單元的接觸面之間有空隙（插頭殼體碎裂或未能鎖止定位）；8-光導纖維端套變形44PPT課件2.信號衰減幅度增大的原因3.4.2光導纖維的使用1.操作光導纖維時的注意事項（1）彎曲半徑不宜過小。（2）不許彎折。（3）不準擠壓。（4）嚴禁摩擦、磨損。（5）嚴禁拉伸。（6）嚴禁過熱。（7）嚴禁浸水。（8）光導纖維端面不得有污染和損傷。45PPT課件3.4.2光導纖維的使用1.操作光導纖維時的注意事項（12.光導纖維的正確鋪裝

在車上鋪裝光導纖維時，應(yīng)該采取特別的防護措施。采用硬度適宜的波紋管包扎光導纖維，既可以為光導纖維提供外力作用的保護，還可以有效防止光導纖維被過度彎折，以保證最小25mm的彎曲半徑。圖3-70以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維46PPT課件2.光導纖維的正確鋪裝在車上鋪裝光導纖維時，應(yīng)圖3-70以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維47PPT課件圖3-70以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維47PPT課件3.4.3光導纖維的維修1.光導纖維維修概要

在BMW車系中，包層為綠色的光導纖維用于MOST系統(tǒng)，包層為黃色的光導纖維用于byteflight系統(tǒng)，包層為桔紅色的光導纖維則用作維修導線。圖3-71光導纖維包層的顏色48PPT課件3.4.3光導纖維的維修1.光導纖維維修概要在2.維修光導纖維的注意事項

特別注意：MOST系統(tǒng)中的光導纖維在兩個控制單元之間只允許進行一次維修，而Byteflight

系統(tǒng)中的光導纖維不允許維修，只能更換新件。3.維修光導纖維的專用工具

光導纖維的維修需要使用專用工具——VAS6223組合套件，也稱光導纖維維修包。圖3-72VAS6223組合套件VAS6223組合套件中有兩個專門用于光導纖維維修的鉗子，剪切鉗用于光導纖維的剪切，壓接鉗用于光導纖維銅質(zhì)接頭的壓接。49PPT課件2.維修光導纖維的注意事項特別注意：MOST圖3-73VAS6223剪切鉗50PPT課件圖3-73VAS6223剪切鉗50PPT課件圖3-74VAS6223壓接鉗51PPT課件圖3-74VAS6223壓接鉗51PPT課件4.光導纖維維修實際操作（1）視長度需要，使用VAS6223剪切鉗將光導纖維粗略地剪開。注意，要使用側(cè)剪功能，且動作要慢、穩(wěn)，以免折斷纖芯。圖3-75將光導纖維粗略地剪開52PPT課件4.光導纖維維修實際操作（1）視長度需要，使用VAS6223（2）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗的保護層導槽中剪切保護層（橘紅色包層）。注意，此時的光導纖維絕對不允許彎曲或夾緊。圖3-76剪切保護層（橘紅色包層）53PPT課件（2）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗的保護層導槽中剪切保（3）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合。注意，要使保護層導槽與箭頭方向（即光導纖維方向）對正。

圖3-77將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合54PPT課件（3）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合。注（4）用VAS6223剪切鉗的剪刀輪對光導纖維實施精剪切，以確保剪切后的光導纖維截面平滑、無損傷。注意，不要剪得太快，以免造成損傷。圖3-78光導纖維實施精剪切圖3-79精剪切后的光導纖維截面平滑、無損傷55PPT課件（4）用VAS6223剪切鉗的剪刀輪對光導纖維實施精剪切，以（5）如圖3-80所示，將光導纖維銅質(zhì)接頭嵌入VAS6223壓接鉗中。此處，需注意銅質(zhì)接頭不要歪斜。圖3-80將光導纖維銅質(zhì)接頭嵌入VAS6223壓接鉗中56PPT課件（5）如圖3-80所示，將光導纖維銅質(zhì)接頭嵌入VAS6223（6）如圖3-81所示，用VAS6223壓接鉗的鎖定桿將銅質(zhì)接頭鎖住。

圖3-81用鎖定桿將銅質(zhì)接頭鎖住57PPT課件（6）如圖3-81所示，用VAS6223壓接鉗的鎖定桿將銅質(zhì)（7）如圖3-82所示，將已經(jīng)去除保護層的光導纖維插入銅質(zhì)接頭的內(nèi)孔，直至可以感覺到輕微的阻力。圖3-82將光導纖維插入銅質(zhì)接頭的內(nèi)孔58PPT課件（7）如圖3-82所示，將已經(jīng)去除保護層的光導纖維插入銅質(zhì)接（8）如圖3-83所示，確認光導纖維與銅質(zhì)接頭接觸良好、對正后，施力進行壓接。圖3-83施力進行壓接59PPT課件（8）如圖3-83所示，確認光導纖維與銅質(zhì)接頭接觸良好、對正（9）檢查光導纖維與銅質(zhì)接頭的接合情況。要求纖芯端面與銅質(zhì)接頭端面之間的間隙值X為0.01~0.1mm，將光導纖維與銅質(zhì)接頭拉開的力不小于60N（確保接合可靠），光波信號在該接頭處的衰減常數(shù)不得大于0.3dB。圖3-84檢查光導纖維與銅質(zhì)接頭的接合情況60PPT課件（9）檢查光導纖維與銅質(zhì)接頭的接合情況。要求纖芯端面與銅質(zhì)接復習思考題GAMEOVER1.采用光導纖維進行數(shù)據(jù)傳輸有哪些優(yōu)點？2.簡述MOST光學總線的數(shù)據(jù)傳輸原理及應(yīng)用范疇。3.簡述byteflight光學總線的數(shù)據(jù)傳輸原理及應(yīng)用范疇。4.如何正確使用和維修光學總線？61PPT課件復習思考題GAMEOVER1.采用光導纖維進行數(shù)據(jù)傳輸有3.3byteflight總線3.3.1byteflight簡介1.byteflight的功能與發(fā)展byteflight系統(tǒng)是由

BMW與

Motorola、Elmos、Infineon合作開發(fā)的，主要用于傳輸時間上要求特別緊迫的安全氣囊系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

byteflight系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s，可以滿足對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性要求非常高的汽車安全氣囊系統(tǒng)的要求，且可在強電磁干擾條件下可靠地傳輸數(shù)據(jù)。byteflight在ISIS（智能安全集成系統(tǒng)）和ASE（高級安全電子設(shè)備）中使用。這兩個安全系統(tǒng)負責控制安全氣囊、安全帶拉緊裝置和斷開安全蓄電池接線柱。62PPT課件3.3byteflight總線3.3.1bytefli2.byteflight總線的拓撲結(jié)構(gòu)BMW車輛使用byteflight將用于控制安全氣囊系統(tǒng)、乘員保護系統(tǒng)和安全蓄電池接線柱的控制單元聯(lián)網(wǎng)。

數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)是塑料光導纖維，光導纖維通過光波脈沖傳輸數(shù)據(jù)。因此，更不易于受到外部干擾。數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s。傳輸介質(zhì)為一根光導纖維，且可朝兩個方向雙向傳輸數(shù)據(jù)。控制單元以時間和事件觸發(fā)方式進行通信。既能以同步方式傳輸數(shù)據(jù)，也能以異步方式傳輸數(shù)據(jù)。圖3-50byteflight系統(tǒng)采用星形拓撲結(jié)構(gòu)63PPT課件2.byteflight總線的拓撲結(jié)構(gòu)BM3.3.2byteflight系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸1.byteflight的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

同CAN總線一樣，數(shù)據(jù)也通過數(shù)據(jù)電碼傳輸，除數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量外數(shù)據(jù)電碼結(jié)構(gòu)完全相同。byteflight可傳輸最長為12個字節(jié)的數(shù)據(jù)。圖3-51byteflight數(shù)據(jù)電碼的結(jié)構(gòu)1—起始順序；2—起始位；3—停止位；ID—標識符（決定電碼的優(yōu)先級和數(shù)據(jù)內(nèi)容）；LEN—長度（包括數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量）；D0—數(shù)據(jù)字節(jié)0（起始數(shù)據(jù)字節(jié)）；D11—數(shù)據(jù)字節(jié)11（最大的結(jié)束數(shù)據(jù)字節(jié)）；CRCH—高位循環(huán)冗余碼校驗；CRCL—低位循環(huán)冗余碼校驗64PPT課件3.3.2byteflight系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸1.bytefbyteflight數(shù)據(jù)電碼分為優(yōu)先級較高的電碼和優(yōu)先級較低的電碼兩類。數(shù)據(jù)優(yōu)先級通過標識符進行識別。標識符允許范圍位于1至255之間，其中1表示最高優(yōu)先級。優(yōu)先級較高的信息是碰撞傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級較低的信息一般是系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)故障診斷信息。

圖3-52電碼優(yōu)先級1—標識符（決定電碼優(yōu)先級）；2—報警同步脈沖（報警狀態(tài)下的同步脈沖）；3—低優(yōu)先級信息（優(yōu)先級較低的電碼）；4—正常同步脈沖（正常狀態(tài)下的同步脈沖）；5—高優(yōu)先級信息（優(yōu)先級較高的電碼）；t_cyc—循環(huán)時間（一個同步脈沖的循環(huán)時間）65PPT課件byteflight數(shù)據(jù)電碼分為優(yōu)先級較高2.衛(wèi)星式控制單元

衛(wèi)星式控制單元與主控制單元之間的電碼始終以起始順序為開始，接下來是一個標識符。數(shù)據(jù)電碼的優(yōu)先級通過該標識符確定。系統(tǒng)不斷查詢所有碰撞傳感器信息并將數(shù)據(jù)分配給byteflight系統(tǒng)所有控制單元。

圖3-53各個衛(wèi)星式控制單元與SIM之間的數(shù)據(jù)流

1~4—安裝于車內(nèi)不同位置的衛(wèi)星式控制單元；5—SIM（安全和信息模塊）66PPT課件2.衛(wèi)星式控制單元衛(wèi)星式控制單元與主控制單元

主控制單元（SIM）再將衛(wèi)星式控制單元提供的數(shù)據(jù)電碼向系統(tǒng)內(nèi)的所有衛(wèi)星式控制單元發(fā)布，其過程如圖3-54所示。衛(wèi)星式控制單元視碰撞的劇烈程度決定由其控制的氣囊是否觸發(fā)以及觸發(fā)強度。1~3—安裝于車內(nèi)不同位置的衛(wèi)星式控制單元；4—控制側(cè)向安全氣簾的衛(wèi)星式控制單元；5—SIM（安全和信息模塊）圖3-54主控制單元發(fā)送至衛(wèi)星式控制單元的數(shù)據(jù)電碼

如圖3-54所示，控制側(cè)向安全氣簾的衛(wèi)星式控制單元已經(jīng)發(fā)出觸發(fā)安全氣簾的指令，且該安全氣簾已經(jīng)觸發(fā)（即引爆器引爆，安全氣簾彭開）。67PPT課件主控制單元（SIM）再將衛(wèi)星式控制單元提供的3.總線訪問程序byteflight系統(tǒng)根據(jù)規(guī)定的時間間隔分配來控制總線訪問情況。執(zhí)行這個控制程序時，只能在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)送特定信息，該信息通過其標識符進行識別。4.發(fā)送和接收模塊

發(fā)送和接收模塊能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柌⑼ㄟ^光導纖維傳輸。每個衛(wèi)星式控制單元都有一個電子光學發(fā)送和接收模塊（SE）。

這些SE模塊分別通過光導纖維連接在SIM內(nèi)的智能型星形連接器上。SIM內(nèi)也有用于與各個衛(wèi)星式控制單元交換數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收模塊SE。圖3-55星形連接器與衛(wèi)星式控制單元通過SE進行數(shù)據(jù)交換68PPT課件3.總線訪問程序byteflight系統(tǒng)根5.byteflight主控單元byteflight主控單元執(zhí)行兩個任務(wù)，一是產(chǎn)生同步脈沖（SyncPulse），二是使衛(wèi)星式控制單元進入報警模式。6.同步脈沖SIM內(nèi)的byteflight總線主控單元以250μs為時間間隔發(fā)送同步脈沖。報警模式通過同步脈沖寬度發(fā)送。處于報警狀態(tài)時，一個同步脈沖的持續(xù)時間約為2μs。同步脈沖時間通常約為3μs。圖3-56byteflight總線上的信息循環(huán)A—報警同步脈沖；B—正常同步脈沖；C—同步脈沖；D—電碼；Z1—循環(huán)1；Z2—循環(huán)2；Z3—循環(huán)3；Z4—循環(huán)469PPT課件5.byteflight主控單元byt

總線主控單元必須根據(jù)所有碰撞傳感器發(fā)送的信息決定是否將衛(wèi)星式控制單元設(shè)為報警模式。由主控單元設(shè)置報警模式后，安全系統(tǒng)的所有引爆電路都將設(shè)為準備觸發(fā)狀態(tài)。

需要觸發(fā)一個引爆輸出級時，必須始終將兩個獨立的信號傳輸?shù)絙yteflight總線上。圖3-57使左前側(cè)安全氣簾引爆電路觸發(fā)的信號流程

1-報警模式脈沖；2-高壓側(cè)開關(guān)；3-引爆電容器；4-左前側(cè)安全氣簾引爆器；5-低壓側(cè)開關(guān)；6-微處理器；7-用于控制左前側(cè)安全氣簾的衛(wèi)星式控制單元70PPT課件總線主控單元必須根據(jù)所有碰撞傳感器發(fā)送的信息決3.3.3byteflight總線的應(yīng)用1.寶馬BMW高級安全電子系統(tǒng)的特點

高級安全電子系統(tǒng)ASE具有以下優(yōu)點：快速獲取并傳輸數(shù)據(jù)（傳輸速率為10Mbit/s）；準確識別碰撞；安全氣囊控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；選擇性觸發(fā)；精確控制智能型安全氣囊；觸發(fā)安全性高；抗電磁干擾能力強；需要時可斷開安全蓄電池接線柱，進行蓄電池線路診斷等。

通過分布于車輛上重要位置的多個加速傳感器，能夠比多重乘員保護系統(tǒng)MRS更準確地識別出碰撞情況。由車內(nèi)加速傳感器探測到的車輛減速信息都被傳送至安全和網(wǎng)關(guān)模塊SGM。SGM與所有衛(wèi)星式控制單元交換減速數(shù)據(jù)，據(jù)此描繪出準確的碰撞情況。然后根據(jù)碰撞情況及時地、有選擇地觸發(fā)執(zhí)行器。發(fā)生碰撞時，僅觸發(fā)那些必要的執(zhí)行器（氣囊），以便對車內(nèi)乘員提供最佳的保護，并降低維修費用。71PPT課件3.3.3byteflight總線的應(yīng)用1.寶馬BMW高2.寶馬BMW高級安全電子系統(tǒng)的組成圖3-58ASE高級安全電子系統(tǒng)的組成72PPT課件2.寶馬BMW高級安全電子系統(tǒng)的組成圖3-58ASE高級圖3-59ASE高級安全電子系統(tǒng)電路圖73PPT課件圖3-59ASE高級安全電子系統(tǒng)電路圖73PPT課件3.寶馬BMW高級安全電子系統(tǒng)的工作原理1）觸發(fā)規(guī)則（1）碰撞嚴重程度。

通過大量的碰撞和行駛試驗，確定可能的事故類型的BMW觸發(fā)閾值。觸發(fā)閾值取決于碰撞嚴重程度，碰撞嚴重程度分為四組——CS0，不必觸發(fā)乘員保護系統(tǒng)；CS1，輕度碰撞；CS2，中度碰撞；CS3，重度碰撞。（2）觸發(fā)閾值。

觸發(fā)閾值的確定主要取決于碰撞嚴重程度以及對其他因素的考慮，如撞擊方向、碰撞時接觸面積和車內(nèi)乘員是否系好安全帶。

由此得出控制各個乘員保護系統(tǒng)的不同閾值。由于觸發(fā)閾值的不同，前部安全氣囊第2級的引爆根據(jù)碰撞的嚴重程度而變化。74PPT課件3.寶馬BMW高級安全電子系統(tǒng)的工作原理1）觸發(fā)規(guī)則（1）碰

如果安全帶鎖扣識別錯誤，系統(tǒng)會由此推斷出乘員未系安全帶。此時觸發(fā)閾值降低，盡管是識別錯誤，還是會試圖激活安全帶拉緊裝置。

如果座椅占用識別出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將確認座椅被占用（即座椅上坐有乘員）。此時，乘員保護系統(tǒng)會被激活（相應(yīng)的安全氣囊會引爆）。2）碰撞時的觸發(fā)（1）正面碰撞。發(fā)生正面碰撞時，可將碰撞嚴重程度分為輕度至中度碰撞（CS1/CS2）和嚴重碰撞（CS3）三級。（2）側(cè)面碰撞。發(fā)生側(cè)面碰撞時，碰撞嚴重程度區(qū)分為輕度和中度碰撞兩種。（3）尾部碰撞。從碰撞嚴重程度CS1（輕度碰撞）起，觸發(fā)主動式頭枕和安全帶拉緊裝置。75PPT課件如果安全帶鎖扣識別錯誤，系統(tǒng)會由此推斷出乘員未圖3-60車輛發(fā)生正面碰撞時安全氣囊的觸發(fā)過程76PPT課件圖3-60車輛發(fā)生正面碰撞時安全氣囊的觸發(fā)過程76PPT3）緊急呼叫

如果裝有車載電話，BMW高級安全電子系統(tǒng)可向客戶提供兩種緊急呼叫功能，即手動和自動緊急呼叫功能。

關(guān)于碰撞嚴重時系統(tǒng)自動斷開安全蓄電池接線柱（并非全車斷電，危險報警燈等法定燈具及電話系統(tǒng)依然有電），關(guān)閉電動燃油泵，以及進行緊急呼叫等內(nèi)容，可參閱下面的參考文獻：[1]凌永成．汽車電氣設(shè)備（第2版）．北京大學出版社，2010；[2]凌永成．汽車電子控制技術(shù)（第2版）．北京大學出版社，2011。為節(jié)省篇幅，在此不再贅述。

如果車內(nèi)還裝有導航系統(tǒng)，發(fā)出緊急呼叫的同時還可發(fā)出車輛所在位置的數(shù)據(jù)。77PPT課件3）緊急呼叫如果裝有車載電話，BMW高級安全小結(jié)1.最收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）由一個光電二極管和一個

構(gòu)成

。78PPT課件小結(jié)1.最收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）由一個光電二極管小結(jié)1.最收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）由一個光電二極管和一個發(fā)光二極管構(gòu)成

。79PPT課件小結(jié)1.最收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）由一個光電二極管小結(jié)2.光纖的纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根據(jù)

幾乎無損失地傳輸。80PPT課件小結(jié)2.光纖的纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根小結(jié)2.光纖的纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根據(jù)全反射原理幾乎無損失地傳輸。81PPT課件小結(jié)2.光纖的纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根小結(jié)3.MOST是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標準，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達

Mbit/s，而且沒有電磁干擾。82PPT課件小結(jié)3.MOST是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標準，其數(shù)據(jù)傳輸速率小結(jié)3.MOST是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標準，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達22.5Mbit/s，而且沒有電磁干擾。83PPT課件小結(jié)3.MOST是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標準，其數(shù)據(jù)傳輸速率小結(jié)4.MOST總線系統(tǒng)采用

拓撲結(jié)構(gòu)，可以通過數(shù)據(jù)總線自診斷接口和診斷CAN總線來對MOST系統(tǒng)進行故障診斷。84PPT課件小結(jié)4.MOST總線系統(tǒng)采用拓撲結(jié)構(gòu)，可以通過小結(jié)4.MOST總線系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，可以通過數(shù)據(jù)總線自診斷接口和診斷CAN總線來對MOST系統(tǒng)進行故障診斷。85PPT課件小結(jié)4.MOST總線系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，可以通過數(shù)據(jù)總小結(jié)5.MOST一個控制單元擁有兩根光導纖維，一根光導纖維用于

，一根光導纖維用于接收器。86PPT課件小結(jié)5.MOST一個控制單元擁有兩根光導纖維，一根光導纖小結(jié)5.MOST一個控制單元擁有兩根光導纖維，一根光導纖維用于發(fā)射器，一根光導纖維用于接收器。87PPT課件小結(jié)5.MOST一個控制單元擁有兩根光導纖維，一根光導纖小結(jié)6.MOST系統(tǒng)管理器以44.1KHz的脈沖頻率向環(huán)形總線上的下一個控制單元發(fā)送信息幀（Frames)，一個信息幀的大小為

字節(jié)。88PPT課件小結(jié)6.MOST系統(tǒng)管理器以44.1KHz的脈沖頻率向環(huán)小結(jié)6.MOST系統(tǒng)管理器以44.1KHz的脈沖頻率向環(huán)形總線上的下一個控制單元發(fā)送信息幀（Frames)，一個信息幀的大小為64字節(jié)。89PPT課件小結(jié)6.MOST系統(tǒng)管理器以44.1KHz的脈沖頻率向環(huán)小結(jié)7.在光學總線系統(tǒng)中，一般將3dB作為光波傳輸系統(tǒng)衰減常數(shù)的極限值，3dB時光波衰減

。90PPT課件小結(jié)7.在光學總線系統(tǒng)中，一般將3dB作為光波傳輸系統(tǒng)衰減小結(jié)7.在光學總線系統(tǒng)中，一般將3dB作為光波傳輸系統(tǒng)衰減常數(shù)的極限值，3dB時光波衰減一半。91PPT課件小結(jié)7.在光學總線系統(tǒng)中，一般將3dB作為光波傳輸系統(tǒng)衰減Thanks!92PPT課件Thanks!92PPT課件汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修93PPT課件汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修1PPT課件光學總線

3.1光學總線的信息傳輸3.1.1光學傳輸簡介1.信號的光學傳輸

與傳統(tǒng)的電傳輸信號不同，光學傳輸是利用光來傳輸信號的，兩者的區(qū)別如圖3-1所示。圖3-1光傳輸與電傳輸?shù)膮^(qū)別94PPT課件光學總線3.1光學總線的信息傳輸3.1.1光學傳輸簡介1.圖3-2光信號通過光導纖維（光纜）傳輸2.光學傳輸?shù)膬?yōu)點導線少且重量輕；傳輸速度快；不會產(chǎn)生電磁干擾，同時對電磁干擾也不敏感。3.1.2光學傳輸?shù)南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)1.光學傳輸?shù)目刂茊卧?/p>

在光學總線中，每一個總線用戶（收音機、CD唱機、視頻導航儀等）都有一個光學傳輸控制單元，用于實現(xiàn)光學傳輸?shù)男盘栒{(diào)制、解調(diào)和控制。95PPT課件圖3-2光信號通過光導纖維（光纜）傳輸2.光學傳輸?shù)膬?yōu)點

光學傳輸控制單元由內(nèi)部供電裝置、收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）、光波收發(fā)器、標準微控制器（CPU）、專用部件等組成。圖3-3光學傳輸控制單元96PPT課件光學傳輸控制單元由內(nèi)部供電裝置、收發(fā)單元—1）光導插頭

收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）由一個光電二極管和一個發(fā)光二極管構(gòu)成（圖3-4）。2）電氣插頭3）內(nèi)部供電裝置4）收發(fā)單元——光導發(fā)射器

如圖3-5所示，光學傳輸中使用的光波波長為650nm，是可見紅光。圖3-4光導發(fā)射器（FOT）

圖3-5波長650nm的可見紅光97PPT課件1）光導插頭收發(fā)單元——光導發(fā)射器（FOT）5）光波收發(fā)器6）標準微控制器7）專用部件2.光電二極管

光電二極管是利用光電效應(yīng)原理將光波轉(zhuǎn)換成電壓信號的。如圖3-6所示，光電二極管內(nèi)有一個P-N結(jié)，入射光可以照射到這個P-N結(jié)上。在P型層上有一個正極觸點（滑環(huán)），N型層與金屬底板（負極）相連。圖3-6光電二極管的結(jié)構(gòu)示意圖98PPT課件5）光波收發(fā)器6）標準微控制器7）專用部件2.光電二極管

如果入射光或紅外線照射到P-N結(jié)上，P-N結(jié)內(nèi)就會產(chǎn)生自由電子和空穴，從而形成穿越P-N結(jié)的電流。照射到光電二極管上的入射光越強，流過光電二極管的電流就越大。這個現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。圖3-7光電效應(yīng)原理99PPT課件如果入射光或紅外線照射到P-N結(jié)上，P-N結(jié)3.光導纖維1）光導纖維的作用和相關(guān)要求

作為光波的傳輸介質(zhì)，光導纖維（亦稱光纜）的作用是將在某一控制單元發(fā)射器內(nèi)產(chǎn)生的光波傳送到另一控制單元的接收器。2）光導纖維的結(jié)構(gòu)

如圖3-9和圖3-10所示，光導纖維由幾層構(gòu)成。纖芯是光導纖維的核心部分，是光波的傳輸介質(zhì)，也可以稱之為光波導線。纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內(nèi)的光波根據(jù)全反射原理幾乎無損失地傳輸。圖3-8光導纖維的作用是傳輸光波100PPT課件3.光導纖維1）光導纖維的作用和相關(guān)要求作為光圖3-9光導纖維的結(jié)構(gòu)

圖3-10光導纖維各部分的尺寸101PPT課件圖3-9光導纖維的結(jié)構(gòu)圖3-10光導纖維各部分的3）光波在光導纖維中的傳輸

在直的光導纖維中，光波是按全反射原理在纖芯表面以Z字形曲線傳輸?shù)摹?02PPT課件3）光波在光導纖維中的傳輸在直的光導纖維中，光4）專用插頭

為了能將光導纖維連接到控制單元上，在光學傳輸系統(tǒng)中使用了一種專用插頭。插座本體上有一個信號方向箭頭，表示光波傳輸方向（通向接收器）。圖3-14光學傳輸系統(tǒng)的專用插頭103PPT課件4）專用插頭為了能將光導纖維連接到控制單元上5）光纖端面

為了能使光波傳輸過程中的損失盡可能小，光導纖維的端面應(yīng)光滑、垂直、潔凈（圖3-15）。因此，使用了一種專用的切削工具。切削面上的污垢和刮痕會加大光波的傳輸損失（衰減）。圖3-15光導纖維的端面104PPT課件5）光纖端面為了能使光波傳輸過程中的損失盡可能2.5MOST數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)2.5.1MOST的發(fā)展

MOST是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標準，通過采用MOST，不僅可以減輕連接各部件的線束的質(zhì)量、降低噪聲，而且可以減輕系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)人員的負擔，最終在用戶處實現(xiàn)各種設(shè)備的集中控制。105PPT課件2.5MOST數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)2.5.1MOST的發(fā)展132.MOST的應(yīng)用

MOST系統(tǒng)可連接汽車音響系統(tǒng)、視頻導航系統(tǒng)、車載電視、高保真音頻放大器、車載電話、多碟CD播放器等模塊，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達22.5Mbit/s，而且沒有電磁干擾。圖3-17AUDIA8汽車的信息及娛樂（InformationandEntertainment）多媒體系統(tǒng)106PPT課件2.MOST的應(yīng)用MOST系統(tǒng)可連接汽車音圖3-18BMW車系F01/F02車型的MOST多媒體影音娛樂系統(tǒng)TOPHIFI—頂級高保真音響放大器；CIC—車輛信息計算機；DVD—DVD換碟機；KOMBI—組合儀表；RSE—后座區(qū)娛樂系統(tǒng)；SDARS—衛(wèi)星收音機調(diào)諧器；TCU—遠程通信系統(tǒng)控制單元；ULF-SBX—接口盒；VM—視頻模塊；ZGM—中央網(wǎng)關(guān)模塊107PPT課件圖3-18BMW車系F01/F02車型的MOS3.MOST的傳輸速率圖3-19多媒體的數(shù)據(jù)傳輸速率108PPT課件3.MOST的傳輸速率圖3-19多媒體的數(shù)據(jù)傳輸速率1圖3-20帶有立體聲的數(shù)字式電視系統(tǒng)

車載多媒體影音娛樂系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸速率要求很高。僅僅是帶有立體聲的數(shù)字式電視系統(tǒng)，就需要約6Mbit/s的傳輸速度。109PPT課件圖3-20帶有立體聲的數(shù)字式電視系統(tǒng)

在車載多媒體影音娛樂系統(tǒng)中，海量的視頻和音頻數(shù)據(jù)是由MOST總線來傳輸?shù)?，而CAN總線只能用來傳輸控制信號（圖3-21）。圖3-21CAN總線在車載數(shù)字電視系統(tǒng)中用來傳輸控制信號3.2.2MOST的組成與系統(tǒng)狀態(tài)1.MOST的拓撲結(jié)構(gòu)

MOST總線系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)?？刂茊卧ㄟ^光導纖維沿環(huán)形方向?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到下一個控制單元。這個過程一直在持續(xù)進行，直至首先發(fā)出數(shù)據(jù)的控制單元又接收到這些數(shù)據(jù)為止?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)總線自診斷接口和診斷CAN總線來對MOST系統(tǒng)進行故障診斷。110PPT課件在車載多媒體影音娛樂系統(tǒng)中，海量的視頻和音頻數(shù)圖3-22MOST系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)111PPT課件圖3-22MOST系統(tǒng)采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)19PPT課件圖1-42BMWE60車系全車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成112PPT課件圖1-42BMWE60車系全車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成20PPT課在MOST總線中，每個終端設(shè)備（節(jié)點、控制單元）在一個具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中通過光導纖維環(huán)相互連接。圖3-23音頻、視頻數(shù)據(jù)信息在MOST環(huán)形總線上循環(huán)R—接收器；T—發(fā)射器各個控制單元之間的連接通過一個數(shù)據(jù)只沿一個方向傳輸?shù)沫h(huán)形總線實現(xiàn)。也就是說，一個控制單元擁有兩根光導纖維，一根光導纖維用于發(fā)射器，一根光導纖維用于接收器。113PPT課件在MOST總線中，每個終端設(shè)備（節(jié)點、控制單在MOST控制單元中進行純粹的光導纖維連接。對于所有MOST插頭而言，2芯光導纖維插頭（圖3-24）的結(jié)構(gòu)是一樣的。光導纖維線腳Pin1始終用于輸入，光導纖維線腳Pin2始終用于轉(zhuǎn)發(fā)，其上由箭頭符號。圖3-242芯光導纖維插頭114PPT課件在MOST控制單元中進行純粹的光導纖維2.MOST系統(tǒng)管理器

MOST系統(tǒng)管理器與診斷管理器共同負責MOST總線內(nèi)的系統(tǒng)管理。（1）控制系統(tǒng)狀態(tài)；（2）發(fā)送MOST總線信息；（3）管理傳輸容量。系統(tǒng)管理器的作用如下：3.MOST總線系統(tǒng)狀態(tài)1）休眠模式處于休眠模式時，MOST總線內(nèi)沒有數(shù)據(jù)交換，靜態(tài)電流降至最小值，系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，只能由系統(tǒng)管理器發(fā)出的光波啟動脈沖來激活。圖3-25處于休眠模式下的MOST系統(tǒng)115PPT課件2.MOST系統(tǒng)管理器MOST系統(tǒng)管理器與診斷2）備用模式MOST總線系統(tǒng)處于備用模式時，無法為用戶提供任何服務(wù)，但這時MOST總線系統(tǒng)仍在后臺運行。圖3-26處于備用模式下的MOST總線系統(tǒng)3）通電工作模式MOST總線系統(tǒng)處于通電工作模式時，控制單元完全接通，MOST總線上有數(shù)據(jù)交換，用戶可使用影音娛樂、通信、導航等所有功能。圖3-27處于通電工作模式下的MOST系統(tǒng)116PPT課件2）備用模式MOST總線系統(tǒng)處于備用模式時，3.2.3MOST的數(shù)據(jù)傳輸1.信息幀1）脈沖頻率

MOST系統(tǒng)管理器以44.1KHz的脈沖頻率向環(huán)形總線上的下一個控制單元發(fā)送信息幀（Frames)。由于使用了固定的時間光柵和脈沖頻率，MOST系統(tǒng)允許傳遞同步數(shù)據(jù)。2）信息幀的結(jié)構(gòu)在MOST系統(tǒng)中，一個信息幀的大小為64字節(jié)（1個字節(jié)為8bit，可分成以下幾部分。圖3-28MOST信息幀的結(jié)構(gòu)117PPT課件3.2.3MOST的數(shù)據(jù)傳輸1.信息幀1）脈沖頻率（1）起始區(qū)。118PPT課件（1）起始區(qū)。26PPT課件（2）分界區(qū)。119PPT課件（2）分界區(qū)。27PPT課件（3）數(shù)據(jù)區(qū)。120PPT課件（3）數(shù)據(jù)區(qū)。28PPT課件（4）校驗字節(jié)。

兩個校驗字節(jié)傳送發(fā)射器/接收器地址（標識符）和接收器的控制指令（如放大器音量增大或音量減小）信息。121PPT課件（4）校驗字節(jié)。兩個校驗字節(jié)傳送發(fā)射器/接（5）狀態(tài)區(qū)。

信息幀的狀態(tài)區(qū)包含用于給接收器發(fā)送信息幀的信息。122PPT課件（5）狀態(tài)區(qū)。信息幀的狀態(tài)區(qū)包含用于給接收器（6）奇偶校驗區(qū)。

奇偶校驗區(qū)用于最后檢查數(shù)據(jù)的完整性，該區(qū)的內(nèi)容將決定是否需要重復一次發(fā)送過程。123PPT課件（6）奇偶校驗區(qū)。奇偶校驗區(qū)用于最后檢查數(shù)2.MOST總線的工作過程1）系統(tǒng)啟動（喚醒）圖3-35伺服光波的傳輸過程124PPT課件2.MOST總線的工作過程1）系統(tǒng)啟動（喚醒）圖3-35圖3-36主光波圖3-37喚醒過程結(jié)束（開始數(shù)據(jù)傳輸）125PPT課件圖3-36主光波圖3-37喚醒過程結(jié)束（開始數(shù)據(jù)2）同步數(shù)據(jù)的傳輸

在MOST系統(tǒng)中，音頻和視頻信息是作為同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。為便于理解，下面以AUDIA803年型汽車播放音樂CD為例來進行說明。圖3-38同步數(shù)據(jù)（音頻和視頻信息）的傳輸過程126PPT課件2）同步數(shù)據(jù)的傳輸在MOST系統(tǒng)中，音頻和視

同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理如圖3-39所示，前部信息控制單元J523用帶有以下校驗數(shù)據(jù)的信息組：圖3-39同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理127PPT課件同步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)管理如圖3-39所示，前部信息3）異步數(shù)據(jù)的傳輸

在MOST系統(tǒng)中，導航系統(tǒng)的地圖顯示、導航計算、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁和E-Mail等圖片、文本信息是作為異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

異步數(shù)據(jù)源是以不規(guī)則的時間間隔來發(fā)送這些數(shù)據(jù)的。為此，每個數(shù)據(jù)源將其異步數(shù)據(jù)存儲到緩沖寄存器內(nèi)。然后數(shù)據(jù)源開始等待，直至接收到帶有接收器地址的信息組。128PPT課件3）異步數(shù)據(jù)的傳輸在MOST系統(tǒng)中，導航系統(tǒng)3.2.4MOST的診斷1.診斷管理器

除系統(tǒng)管理器外，MOST總線還有一個診斷管理器。圖3-41診斷管理器

診斷管理器執(zhí)行環(huán)路斷開診斷，并將MOST總線上的控制單元診斷數(shù)據(jù)傳給診斷控制單元。在AudiA803年型汽車上，數(shù)據(jù)總線診斷接口J533就是執(zhí)行自診斷功能的。2.系統(tǒng)故障

如果在MOST總線上發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸中斷，就無法完成正常的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。由于MOST總線是環(huán)形結(jié)構(gòu)，因此將這種數(shù)據(jù)傳輸中斷稱為環(huán)路斷開，亦即總線斷路。

診斷管理器的故障存儲器中存有故障信息——“光纖數(shù)據(jù)總線斷路”。129PPT課件3.2.4MOST的診斷1.診斷管理器除系統(tǒng)3.環(huán)路斷開診斷1）診斷導線與詢問脈沖

為準確判斷出發(fā)生環(huán)路斷開的具體位置，需要使用診斷導線來進行環(huán)路斷開診斷。

診斷導線通過中央導線連接器與MOST總線上的各個控制單元相連。圖3-42診斷導線與MOST總線上的各個控制單元相連130PPT課件3.環(huán)路斷開診斷1）診斷導線與詢問脈沖為準確判斷出發(fā)生2）應(yīng)答的內(nèi)容

環(huán)路斷開診斷開始后，MOST總線上的各個控制單元發(fā)送以下兩種信息：（1）控制單元電氣方面是否正?！究刂茊卧姎夤δ苁欠裾＃ㄈ珉娫垂╇娛欠裾＃?；（2）控制單元光學方面是否正常——本控制單元的光電二極管是否能夠接收到環(huán)形總線上位于其前面的控制單元發(fā)出的光波信號。診斷管理器通過這些信息就可識別出：（1）MOST總線系統(tǒng)是否有電氣故障（供電故障）以及是哪個控制單元出現(xiàn)了電氣故障；（2）MOST總線系統(tǒng)中哪兩個控制單元之間的數(shù)據(jù)傳輸中斷了，亦即是哪兩個控制單元之間的光導纖維發(fā)生了斷路。131PPT課件2）應(yīng)答的內(nèi)容環(huán)路斷開診斷開始后，MOST總線3）故障的確認

可利用備用的控制單元VAS6186來替換可疑控制單元，然后觀察MOST系統(tǒng)是否恢復正常。若替換后，系統(tǒng)恢復正常，則可確認，故障確系可疑控制單元損壞所致。圖3-43用備用的控制單元VAS6186替換可疑控制單元圖3-44備用的控制單元VAS6186132PPT課件3）故障的確認可利用備用的控制單元VAS6186來替換4.信號衰減幅度增大的診斷

診斷管理器還有信號衰減幅度增大的診斷功能，即通過監(jiān)測MOST系統(tǒng)傳輸光波功率的降低來判斷光學系統(tǒng)在信號傳輸過程中是否存在信號衰減幅度過大的故障。圖3-45信號衰減幅度增大的診斷133PPT課件4.信號衰減幅度增大的診斷診斷管理器還有信號衰3.4光導纖維的使用與維修3.4.1光波傳輸系統(tǒng)的信號衰減及原因1.光波傳輸系統(tǒng)的信號衰減

為了表征光波在傳輸過程中的損失程度，引入了光波信號衰減這一概念。如果在傳輸過程中，由于歷經(jīng)多次轉(zhuǎn)發(fā)，光波的功率降低了，就稱之為發(fā)生了光波信號衰減。

光波信號的衰減程度用衰減常數(shù)來表示，其單位為分貝（dB）。衰減常數(shù)的定義為：134PPT課件3.4光導纖維的使用與維修3.4.1光波傳輸系統(tǒng)的信號

如果光波發(fā)射源發(fā)射的光波功率為20W，而光波接收器接收到的光波功率為10W。則在這一轉(zhuǎn)發(fā)過程中，光波的衰減常數(shù)為：

也就是說，對于衰減常數(shù)為3dB的光波傳輸系統(tǒng)而言，光波信號會衰減一半。

在光學總線系統(tǒng)中，一般將3dB作為光波傳輸系統(tǒng)衰減常數(shù)的極限值，超出極限值即認為光波傳輸系統(tǒng)的信號衰減幅度過大，必須予以維修或更換。圖3-61光波信號在兩個控制單元之間傳輸時的衰減情況135PPT課件如果光波發(fā)射源發(fā)射的光波功率為20W，而光波接2.信號衰減幅度增大的原因

圖3-62導致光波傳輸系統(tǒng)信號衰減幅度增大的原因1-光導纖維的曲率半徑過小。如果光導纖維彎曲（折疊）的半徑小于25mm，那么在纖芯的拐點處就會產(chǎn)生模糊（不透明，與折疊的有機玻璃相似），這時必須更換光導纖維；2-光導纖維的包層損壞；3-光導纖維端面刮傷；4-光導纖維端面臟污；5-光導纖維端面錯位（插頭殼體碎裂）；6-光導纖維端面未對正（角度不對）；7-光導纖維的端面與控制單元的接觸面之間有空隙（插頭殼體碎裂或未能鎖止定位）；8-光導纖維端套變形136PPT課件2.信號衰減幅度增大的原因3.4.2光導纖維的使用1.操作光導纖維時的注意事項（1）彎曲半徑不宜過小。（2）不許彎折。（3）不準擠壓。（4）嚴禁摩擦、磨損。（5）嚴禁拉伸。（6）嚴禁過熱。（7）嚴禁浸水。（8）光導纖維端面不得有污染和損傷。137PPT課件3.4.2光導纖維的使用1.操作光導纖維時的注意事項（12.光導纖維的正確鋪裝

在車上鋪裝光導纖維時，應(yīng)該采取特別的防護措施。采用硬度適宜的波紋管包扎光導纖維，既可以為光導纖維提供外力作用的保護，還可以有效防止光導纖維被過度彎折，以保證最小25mm的彎曲半徑。圖3-70以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維138PPT課件2.光導纖維的正確鋪裝在車上鋪裝光導纖維時，應(yīng)圖3-70以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維139PPT課件圖3-70以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維47PPT課件3.4.3光導纖維的維修1.光導纖維維修概要

在BMW車系中，包層為綠色的光導纖維用于MOST系統(tǒng)，包層為黃色的光導纖維用于byteflight系統(tǒng)，包層為桔紅色的光導纖維則用作維修導線。圖3-71光導纖維包層的顏色140PPT課件3.4.3光導纖維的維修1.光導纖維維修概要在2.維修光導纖維的注意事項

特別注意：MOST系統(tǒng)中的光導纖維在兩個控制單元之間只允許進行一次維修，而Byteflight

系統(tǒng)中的光導纖維不允許維修，只能更換新件。3.維修光導纖維的專用工具

光導纖維的維修需要使用專用工具——VAS6223組合套件，也稱光導纖維維修包。圖3-72VAS6223組合套件VAS6223組合套件中有兩個專門用于光導纖維維修的鉗子，剪切鉗用于光導纖維的剪切，壓接鉗用于光導纖維銅質(zhì)接頭的壓接。141PPT課件2.維修光導纖維的注意事項特別注意：MOST圖3-73VAS6223剪切鉗142PPT課件圖3-73VAS6223剪切鉗50PPT課件圖3-74VAS6223壓接鉗143PPT課件圖3-74VAS6223壓接鉗51PPT課件4.光導纖維維修實際操作（1）視長度需要，使用VAS6223剪切鉗將光導纖維粗略地剪開。注意，要使用側(cè)剪功能，且動作要慢、穩(wěn)，以免折斷纖芯。圖3-75將光導纖維粗略地剪開144PPT課件4.光導纖維維修實際操作（1）視長度需要，使用VAS6223（2）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗的保護層導槽中剪切保護層（橘紅色包層）。注意，此時的光導纖維絕對不允許彎曲或夾緊。圖3-76剪切保護層（橘紅色包層）145PPT課件（2）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗的保護層導槽中剪切保（3）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合。注意，要使保護層導槽與箭頭方向（即光導纖維方向）對正。

圖3-77將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合146PPT課件（3）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合。注（4）用VAS6223剪切鉗的剪刀輪對光導纖維實施精剪切，以確保剪切后的光導纖維截面平滑、無損傷。注意，不要剪得太快，以免造成損傷。圖3-78光導纖維實施精剪切圖3-79精剪切后的光導纖維截面平滑、無損傷147PPT課件（4）用VAS6223剪切鉗的剪刀輪對光導纖維實施精剪切，以（5）如圖3-80所示，將光導纖維銅質(zhì)接頭嵌入VAS6223壓接鉗中。此處，需注意銅質(zhì)接頭不要歪斜。圖3-80將光導纖維銅質(zhì)接頭嵌入VAS6223壓接鉗中148PPT課件（5）如圖3-80所示，將光導纖維銅質(zhì)接頭嵌入VAS6223（6）如圖3-81所示，用VAS6223壓接鉗的鎖定桿將銅質(zhì)接頭鎖住。

圖3-81用鎖定桿將銅質(zhì)接頭鎖住149PPT課件（6）如圖3-81所示，用VAS6223壓接鉗的鎖定桿將銅質(zhì)（7）如圖3-82所示，將已經(jīng)去除保護層的光導纖維插入銅質(zhì)接頭的內(nèi)孔，直至可以感覺到輕微的阻力。圖3-82將光導纖維插入銅質(zhì)接頭的內(nèi)孔150PPT課件（7）如圖3-82所示，將已經(jīng)去除保護層的光導纖維插入銅質(zhì)接（8）如圖3-83所示，確認光導纖維與銅質(zhì)接頭接觸良好、對正后，施力進行壓接。圖3-83施力進行壓接151PPT課件（8）如圖3-83所示，確認光導纖維與銅質(zhì)接頭接觸良好、對正（9）檢查光導纖維與銅質(zhì)接頭的接合情況。要求纖芯端面與銅質(zhì)接頭端面之間的間隙值X為0.01~0.1mm，將光導纖維與銅質(zhì)接頭拉開的力不小于60N（確保接合可靠），光波信號在該接頭處的衰減常數(shù)不得大于0.3dB。圖3-84檢查光導纖維與銅質(zhì)接頭的接合情況152PPT課件（9）檢查光導纖維與銅質(zhì)接頭的接合情況。要求纖芯端面與銅質(zhì)接復習思考題GAMEOVER1.采用光導纖維進行數(shù)據(jù)傳輸有哪些優(yōu)點？2.簡述MOST光學總線的數(shù)據(jù)傳輸原理及應(yīng)用范疇。3.簡述byteflight光學總線的數(shù)據(jù)傳輸原理及應(yīng)用范疇。4.如何正確使用和維修光學總線？153PPT課件復習思考題GAMEOVER1.采用光導纖維進行數(shù)據(jù)傳輸有3.3byteflight總線3.3.1byteflight簡介1.byteflight的功能與發(fā)展byteflight系統(tǒng)是由

BMW與

Motorola、Elmos、Infineon合作開發(fā)的，主要用于傳輸時間上要求特別緊迫的安全氣囊系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

byteflight系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s，可以滿足對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性要求非常高的汽車安全氣囊系統(tǒng)的要求，且可在強電磁干擾條件下可靠地傳輸數(shù)據(jù)。byteflight在ISIS（智能安全集成系統(tǒng)）和ASE（高級安全電子設(shè)備）中使用。這兩個安全系統(tǒng)負責控制安全氣囊、安全帶拉緊裝置和斷開安全蓄電池接線柱。154PPT課件3.3byteflight總線3.3.1bytefli2.byteflight總線的拓撲結(jié)構(gòu)BMW車輛使用byteflight將用于控制安全氣囊系統(tǒng)、乘員保護系統(tǒng)和安全蓄電池接線柱的控制單元聯(lián)網(wǎng)。

數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)是塑料光導纖維，光導纖維通過光波脈沖傳輸數(shù)據(jù)。因此，更不易于受到外部干擾。數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s。傳輸介質(zhì)為一根光導纖維，且可朝兩個方向雙向傳輸數(shù)據(jù)?？刂茊卧詴r間和事件觸發(fā)方式進行通信。既能以同步方式傳輸數(shù)據(jù)，也能以異步方式傳輸數(shù)據(jù)。圖3-50byteflight系統(tǒng)采用星形拓撲結(jié)構(gòu)155PPT課件2.byteflight總線的拓撲結(jié)構(gòu)BM3.3.2byteflight系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸1.byteflight的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

同CAN總線一樣，數(shù)據(jù)也通過數(shù)據(jù)電碼傳輸，除數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量外數(shù)據(jù)電碼結(jié)構(gòu)完全相同。byteflight可傳輸最長為12個字節(jié)的數(shù)據(jù)。圖3-51byteflight數(shù)據(jù)電碼的結(jié)構(gòu)1—起始順序；2—起始位；3—停止位；ID—標識符（決定電碼的優(yōu)先級和數(shù)據(jù)內(nèi)容）；LEN—長度（包括數(shù)據(jù)字節(jié)的數(shù)量）；D0—數(shù)據(jù)字節(jié)0（起始數(shù)據(jù)字節(jié)）；D11—數(shù)據(jù)字節(jié)11（最大的結(jié)束數(shù)據(jù)字節(jié)）；CRCH—高位循環(huán)冗余碼校驗；CRCL—低位循環(huán)冗余碼校驗156PPT課件3.3.2byteflight系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸1.bytef