汽車總線技術(shù)簡(jiǎn)介2

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張飛汽車總線基礎(chǔ)淺談汽車工程學(xué)院汽研1302常用總線CAN總線LIN總線MOST總線FlexRay總線一、總線技術(shù)的產(chǎn)生加點(diǎn)關(guān)鍵性文字吧1.隨著控制單元與傳感器的增多，線束會(huì)更加復(fù)雜2.故障查找不方便3.更新原有一電器配件，會(huì)使本來(lái)很亂的布線更加復(fù)雜傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)通訊方式采用總線技術(shù)以后直觀地比較線束的變化（圖中節(jié)點(diǎn)之間的連線僅表示節(jié)點(diǎn)間存在的信息交換，并不代表線束的多少）。總線通訊方式二、總線概論總線：采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議，采用一根或兩根數(shù)據(jù)線來(lái)完成電

子部件之間的數(shù)字信息傳遞?？刂茊卧ㄟ^(guò)獨(dú)立數(shù)據(jù)線交換通過(guò)兩根數(shù)據(jù)線進(jìn)行交換

我們常見(jiàn)的電腦鍵盤有104個(gè)按鍵，卻可以發(fā)出數(shù)百不同的指令，但鍵盤與電腦主機(jī)之間的數(shù)據(jù)連接線只有7根鍵盤正是依靠這7根數(shù)據(jù)連接線上不同的編碼信號(hào)來(lái)傳遞信息的。總線的原理也正是如此。汽車總線分布

從信息共享角度分析，現(xiàn)代典型的控制單元有電控燃油噴射系統(tǒng)、電控傳動(dòng)系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、防滑控制系統(tǒng)（ASR）、廢氣再循環(huán)控制、巡航系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)。為了滿足各子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，有必要對(duì)汽車公共數(shù)據(jù)實(shí)行共享，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速、油門踏板位置等。但每個(gè)控制單元對(duì)實(shí)時(shí)性的要求是因數(shù)據(jù)的更新速率和控制周期不同而不同的。這就要求其數(shù)據(jù)交換網(wǎng)是基于優(yōu)先勸競(jìng)爭(zhēng)的模式，且本身具有較高的通信速率，CAN總線正是為滿足這些要求而設(shè)計(jì)的三、總線分類介紹結(jié)構(gòu)組成1、控制單元2、控制單元3、兩個(gè)終端電阻4、兩條傳輸線原理

1.人們把CAN總線傳輸原理稱為廣播，就像一個(gè)廣播電臺(tái)發(fā)送某一節(jié)目一樣，每個(gè)連接的用戶均可接收。這種廣播方式可以使得連接的所有控制單元總是處于相同的信息狀態(tài)。2、CAN數(shù)據(jù)總線可以比作公共汽車。公共汽車可以運(yùn)輸大量乘客，CAN數(shù)據(jù)總線包含大量的數(shù)據(jù)信息。3、CAN數(shù)據(jù)傳輸也象一個(gè)電話會(huì)議一個(gè)電話用戶（控制單元）將數(shù)據(jù)“講”入網(wǎng)絡(luò)中，其它用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)“接聽(tīng)”這個(gè)數(shù)據(jù)。對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)感興趣的用戶就會(huì)利用數(shù)據(jù)，而其他用戶則選擇忽略。

4、當(dāng)CAN總線上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)(站)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它以報(bào)文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)。對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，無(wú)論數(shù)據(jù)是否是發(fā)給自己的，都對(duì)其進(jìn)行接收?？紤]到信號(hào)的重復(fù)率及產(chǎn)生出的數(shù)據(jù)量，CAN總線系統(tǒng)分為三個(gè)專門的系統(tǒng)

?CAN驅(qū)動(dòng)總線（高速），500Kbit/s，可基本滿足實(shí)時(shí)要求。?CAN舒適總線（低速），100Kbit/s，用于對(duì)時(shí)間要求不高的情況。?CAN“infotainment”總線（低速），100Kbit/s，用于對(duì)時(shí)間要求不高的情況。CAN電器網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)網(wǎng)關(guān)

它就相當(dāng)于聯(lián)合國(guó)開(kāi)大會(huì)，每個(gè)成員國(guó)都講自己的本國(guó)語(yǔ)言，如果要想互相聽(tīng)懂，就必須有位能精通所有語(yǔ)言的翻譯來(lái)進(jìn)行信息的傳遞。車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中很重要的一個(gè)控制單元就是“網(wǎng)關(guān)”，它同時(shí)連接多種不同的CAN數(shù)據(jù)總線，并在傳遞數(shù)據(jù)時(shí)起翻譯作用。

1.LIN的目標(biāo)應(yīng)用是不需要CAN的性能、帶寬及復(fù)雜性的低端系統(tǒng)，如車門控制模塊、座椅調(diào)節(jié)、車燈控制和空調(diào)系統(tǒng)中傳感器和執(zhí)行器之間的通信。2.通常LIN子總線是現(xiàn)有的CAN網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充，與CAN網(wǎng)絡(luò)一起形成汽車的控制網(wǎng)絡(luò)。3.由于其成本較低，也可以獨(dú)立用于不是特別復(fù)雜的車身控制網(wǎng)絡(luò)中。4.LIN瞄準(zhǔn)一些低端應(yīng)用，在這些應(yīng)用中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通訊成本都必須大大低于CAN而且不需要CAN的高性能、高帶寬和多功能。5.LIN相對(duì)于CAN的成本節(jié)省主要是由于采用單線傳輸、硅片中硬件或軟件的低實(shí)現(xiàn)成本和無(wú)需在從屬節(jié)點(diǎn)中使用石英或陶瓷諧振器。CAN與LIN的對(duì)比結(jié)構(gòu)組成LIN總線的應(yīng)用1.

雖然目前已有許多種車用電子的傳控接口，如LIN

Bus、CAN

Bus、FlexRay等，但這些傳控接口的傳輸速率表現(xiàn)，都無(wú)法足滿車用多媒體信息的運(yùn)載傳輸之需，其中LIN

Bus只有20kbps，CAN

Bus只有1Mbps，F(xiàn)lexRay一般而言也只有10Mbps，雙線并用才能達(dá)20Mbps，這些都不足以用來(lái)傳遞實(shí)時(shí)性的多媒體信息。2隨著車內(nèi)娛樂(lè)系統(tǒng)的發(fā)展、傳控技術(shù)的精進(jìn)（如：倒車后方視訊畫(huà)面），車用電子愈來(lái)愈需要使用多媒體式傳輸，最適合此方面的傳輸接口就屬M(fèi)OST。LIN、CAN、MOST對(duì)比藍(lán)牙能否代替MOST？答案是N0首先，MOST是實(shí)線傳輸，而且是光纖線路傳輸，而且可以是塑料光纖（比較省成本），使用光纖可以讓信息傳量加大，未來(lái)的傳輸提升潛力也較高，同時(shí)也較能堅(jiān)穩(wěn)傳輸（因?yàn)闆](méi)有接地回路，也不受電磁干擾），這些是Bluetooth的無(wú)線傳輸所不及的。

其次，Bluetooth的傳輸效能也不足，即便是強(qiáng)化傳輸率（Enhanced

Data

Rate；EDR）3倍的Bluetooth

2.0也都只有3Mbps，比CAN

Bus還低，且Bluetooth在單一個(gè)Piconet區(qū)網(wǎng)內(nèi)僅允許8個(gè)裝置相互聯(lián)系，節(jié)點(diǎn)裝置數(shù)也明顯不足。MOST應(yīng)用1.連接器簡(jiǎn)單2.沒(méi)有回路哼聲3.每MHz成本更低4.非常低的電磁兼容性5.高靈活性和高適應(yīng)性6.在制訂上完全合乎7.ISO/OSI的7層數(shù)據(jù)通訊協(xié)議參考模型，而在網(wǎng)線連接上MOST采行環(huán)狀拓樸

8.每套MOST傳控網(wǎng)絡(luò)允許最多達(dá)64個(gè)節(jié)點(diǎn)連接以未來(lái)線控系統(tǒng)(X-by-Wire)應(yīng)用為背景，而研發(fā)出來(lái)出來(lái)的（其中X=Break，Steer）許多要求和CAN是一樣的FlexRay研發(fā)的意義與必要性1.CAN總線按位進(jìn)行仲裁，所以在較高比特率時(shí)，有效數(shù)據(jù)率最大為1Mbit/s和帶較短分支線的線性總線拓?fù)涫拱次恢俨玫姆e極意義收到限制，迫使在車輛制造中采用不合理的電纜分布。2.CAN總線是個(gè)單信道系統(tǒng)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，整個(gè)總線系統(tǒng)不起作用。3.采用兩信道的CAN系統(tǒng)，缺少同步和可靠實(shí)驗(yàn)，由軟件進(jìn)行后處理，仍存在一些問(wèn)題。以上原因催化了新總線FlexRay的研發(fā)序號(hào)項(xiàng)目CANFlexRay1波特率1Mbps10Mbps2通道1ch2/1ch(optional)3拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線總線和星4節(jié)點(diǎn)16個(gè)22/64個(gè)6通訊事件觸發(fā)事件觸發(fā)+時(shí)間觸發(fā)7ID長(zhǎng)度11/29bits11bits8負(fù)載長(zhǎng)度8bytes254bytes9幀類型數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀、過(guò)載幀數(shù)據(jù)幀15網(wǎng)絡(luò)管理軟件硬件17