新能源汽車電控技術-6-車載網絡系統(tǒng)

新能源汽車電控技術授課教師:XXX

授課日期:20XXx月x日車載網絡系統(tǒng)本篇重點：Task1車載網絡基礎概述車載網絡基礎概述學習目標：了解車載網絡基礎的基礎知識。能力目標：培養(yǎng)學生搜集和整理相關資料的能力。知識準備：汽車網絡通信協(xié)議在保證整個系統(tǒng)正常運行方面起著非常重要的作用。它可以幫助解決系統(tǒng)很多問題，如數據共享、可擴展性、診斷接口等。目前，應用于汽車領域的網絡標準有很多，如CAN/LIN/MOST及FlexRay等。車載網絡基礎概述知識準備：根據發(fā)送裝置向接收裝置傳輸信息時各字節(jié)的傳輸方式不同,數據傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸兩種,如圖所示。車載網絡基礎概述知識準備：數據的傳輸速率(速度)可以用比特率和波特率計量。比特率是每秒傳輸的數據位數(bit),單位為bit/s。波特率是每秒信號變化的次數(B/s)。串行數據傳輸既可以采用同步傳輸方式也可以采用異步傳輸方式。車載網絡基礎概述知識準備：數據總線上的信息流方向有單工通信和雙工通信兩種，如圖所示。車載網絡基礎概述問題引導１:汽車網絡技術的發(fā)展是怎樣的?汽車電子技術在經歷了零部件層次的汽車電器時代、子系統(tǒng)層次的單片機(汽車電控單元)控制時代之后，已經開始進入汽車網絡化時代，并向汽車信息化時代邁進。按照電子產品和電子控制系統(tǒng)的技術特點，可將汽車電子技術的發(fā)展粗略劃分為４個階段。車載網絡基礎概述1第一階段——零部件層次的汽車電器時代1965-1980年屬于零部件層次的汽車電器時代。汽車電控點火系統(tǒng)組成示意圖如圖所示。車載網絡基礎概述2第二階段——子系統(tǒng)層次的單片機控制時代1980-1995年屬于子系統(tǒng)層次的單片機(汽車電控單元)控制時代，以單片機為控制。核心，以實現特定控制內容或功能為基本目的的各種電子控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。汽車電控系統(tǒng)組成如圖所示。車載網絡基礎概述3第三階段——整車聯網層次的汽車網絡化時代1995-2010年屬于整車聯網層次的汽車網絡化時代。采用先進的單片機技術和車載網絡技術,形成了汽車上的分布式、網絡化的電控系統(tǒng)。目前,世界主要汽車制造商生產的多數汽車上均采用了以CAN/LIN/MOST/DDB等為代表的網絡控制技術,將車輛控制系統(tǒng)簡化為節(jié)點模塊化。BMWE60的汽車網絡系統(tǒng)如圖所示。車載網絡基礎概述4第四階段——以Telematics技術為代表的汽車信息化時代Telematics是遠程通信技術(Telecommunications)與信息科學技術(Informatics)的合成詞,意指通過內置在汽車、航空器、船舶、火車等運輸工具上的計算機網絡技術,借助無線通信技術、GPS衛(wèi)星導航技術,實現文字、圖像、語音信息交換的綜合信息服務系統(tǒng)。也就是說,Telematics技術整合了汽車網絡技術(也包括其他移動運輸工具內部的網絡技術)、無線通信技術、全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)衛(wèi)星導航技術,通過無線網絡,隨時給行車中的人們提供駕駛、生活、娛樂所必需的各種信息。Telematics信息交換過程示意圖如圖所示。車載網絡基礎概述4第四階段——以Telematics技術為代表的汽車信息化時代Telematics的特點是大部分的應用系統(tǒng)位于網絡上(如通信網絡、衛(wèi)星與廣播等)而非汽車內。駕駛人可運用無線傳輸的方式,連接網絡傳輸與接收信息與服務,以及下載應用系統(tǒng)或更新軟件等Telematics系統(tǒng)的主要功能仍以行車安全與車輛保全為主,主要功能如圖所示。車載網絡基礎概述１)定位系統(tǒng):通過GPS,結合行車路線,作電子地圖與語音導航相結合的路況報導、路線指引,并能提前預報前方路口的車速限制及交通違法攝像頭的安裝情況,以確保安全行車。車載網絡基礎概述２)道路救援:行車過程中,如果發(fā)生車禍或車輛出現故障,駕駛人可通過Telematics系統(tǒng)的緊急呼叫按鍵,自動聯系緊急服務機構(119/120等急救機構)或汽車服務站,以獲得道路救援。３)汽車防盜及搜尋:通過GPS確定失竊車輛的位置和行車路線,以便搜尋與追蹤車輛。車載網絡基礎概述４)車輛調度管理:通過無線信息傳輸,實現運營車輛的調度管理。車載網絡基礎概述５)自動防撞系統(tǒng):通過測距傳感器或雷達,監(jiān)測前、后車輛之間的車距,自動調用車載自適應巡航系統(tǒng),使前、后車輛之間保持必要的安全距離。車載網絡基礎概述６)車況掌握:車輛性能與車況的自動監(jiān)測、傳輸,進行多地、遠程“專家會診”,指導車輛維修等。７)個人化信息接收與發(fā)布:收發(fā)電子郵件與個人化信息等。８)多媒體影音娛樂信息接收:高畫質與高音質的視聽設備、游戲機、上網機、個人行動信息中心、隨選視頻資訊等。９)車輛應急預警系統(tǒng):當行駛中的車輛遇到緊急情況時,可以借助Telematics系統(tǒng)向外界(其他車輛或道路交通管理部門)發(fā)出應急申請,亦可接收來自道路交通管理部門發(fā)布的緊急情況警告及應急響應預案,確保行車安全和道路暢通。車載網絡基礎概述問題引導２:汽車網絡的分類有哪些?1按網絡拓撲結構分類網絡的拓撲結構(TopologicalStructure)指網上計算機或設備與信息傳輸介質形成的節(jié)點與數據傳輸線的物理構成模式。汽車網絡的拓撲結構主要有線形結構、總線形結構、星形結構、環(huán)形結構等幾種。(１)線形拓撲結構線形拓撲結構是一種信道共享的物理結構車載網絡基礎概述（2）

總線形拓撲結構總線形拓撲結構是一種信道共享的物理結構。（3）星形拓撲結構星形拓撲結構是一種以中央節(jié)點為中心，把若干外圍節(jié)點連接起來的輻射式互聯結構。車載網絡基礎概述(４)環(huán)形拓撲結構環(huán)形拓撲結構由各節(jié)點首尾相連形成一個閉合環(huán)形線路。環(huán)形網絡中的信息傳送是單向的，即沿一個方向從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點；每個節(jié)點需安裝中繼器，以接收、放大、發(fā)送信號。車載網絡基礎概述2按信息傳輸速度分類為方便研究和設計應用，美國汽車工程師學會(SAE)的汽車網絡委員會按照系統(tǒng)的復雜程度、傳輸流量、傳輸速度、傳輸可靠性、動作響應時間等參量，將汽車數據傳輸網絡劃分為Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ五類。車載網絡基礎概述(１)Ａ類網絡Ａ類網絡是面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網絡，數據傳輸位速率通常小于１０ｋｂｉｔ/ｓ，主要用于車外后視鏡調整，電動車窗、燈光照明等的控制?汽車防盜報警系統(tǒng)是典型的Ａ類網絡系統(tǒng)(LIN總線系統(tǒng))應用實例，如圖所示。車載網絡基礎概述(２)Ｂ類網絡Ｂ類網絡是面向獨立模塊間數據共享的中速網絡，位速率為10-125kbit/s，主要應用于車身電子舒適性模塊、儀表顯示等系統(tǒng)。當大量共享數據需要在車內各個控制單元間進行交換時，Ａ類網絡系統(tǒng)不再勝任，可采用Ｂ類網絡系統(tǒng)?；贑AN總線的Ｂ類網絡系統(tǒng)如圖所示。車載網絡基礎概述(３)Ｃ類網絡Ｃ類網絡是面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網絡，位速率為125-1000kbit/s，主要用于牽引力控制、發(fā)動機控制、ＡＢＳ、ＥＳＰ等系統(tǒng)。在Ｃ類網絡系統(tǒng)方案中，CAN總線有效地將發(fā)動機控制系統(tǒng)、驅動防滑系統(tǒng)及自動巡航系統(tǒng)等連接成為一個綜合控制系統(tǒng)，整車性能得到大幅度提高，如圖所示。車載網絡基礎概述(４)Ｄ類網絡Ｄ類網絡是智能數據總線(IntelligentDataBUS,IDB)網絡，主要面向影音娛樂信息、多媒體系統(tǒng)，其位速率為250kbit/s-100Mbit/s。按照SAE的分類，IDBC為低速網絡，IDBM為高速網絡，IDBWireless為無線通信網絡。(５)Ｅ類網絡Ｅ類網絡是面向汽車被動安全系統(tǒng)(安全氣囊)的網絡，其位速率為10Mbit/s。車載網絡基礎概述問題引導３:采用汽車網絡技術的優(yōu)點有哪些?１)減輕整車自重２)降低生產成本３)提高工作可靠性４)便于后續(xù)開發(fā)車載網絡基礎概述問題引導４:車載網絡系統(tǒng)在汽車上的應用有哪些?車載網絡系統(tǒng)在汽車上的應用非常多，按照應用系統(tǒng)不同可以分為4個系統(tǒng):動力傳動系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和信息系統(tǒng)。1動力傳動系統(tǒng)動力CAN數據總線連接發(fā)動機、ＡＢＳ/ＥＤＬ及自動變速器電控單元。2車身系統(tǒng)與動力傳動系統(tǒng)相比，汽車上的各處都配置有車身系統(tǒng)的部件，其線束長，容易受到干擾。3安全系統(tǒng)安全系統(tǒng)指根據多個傳感器的信息使安全氣囊起動等的控制系統(tǒng)。4信息（娛樂、ITS）系統(tǒng)對信息系統(tǒng)通信總線的要求是容量大、通信速度非常高。Task2CAN總線系統(tǒng)認知CAN總線系統(tǒng)認知學習目標：了解CAN總線系統(tǒng)基礎知識。能力目標：培養(yǎng)學生搜集和整理相關資料的能力。知識準備：CAM總線是多主站、分布式控制工作方式，即模塊化式的，各個模塊可以獨立工作，這樣就可以避免各個模塊通信時相互干擾。CAN總線系統(tǒng)認知問題引導１:CAN總線的特點及通信協(xié)議是什么?電動汽車對通信系統(tǒng)的要求是:數據傳輸可靠、實時性高、傳輸速率高、誤碼率低。系統(tǒng)的可靠性高，即當節(jié)點或總線出現故障時對整車性能的影響盡可能的小。系統(tǒng)的魯棒性好，允許多主網絡存在。CAN通信協(xié)議規(guī)定了數據幀、遠程幀、錯誤幀和超載幀４種幀格式。基于總線訪問、仲裁、編碼/解碼、出錯標注、超載標注５條基本規(guī)則進行通信協(xié)調。CAN總線系統(tǒng)認知問題引導２:電動汽車上CAN總線的主要功能有哪些?１)各個電控單元(ECU)之間的信息通信和交換。２)電動汽車整車驅動、轉矩、功率的控制。３)電動汽車故障自檢與安全控制。４)電動汽車行駛過程中姿態(tài)控制。５)LIN總線與CAN總線間的通信與控制。CAN總線系統(tǒng)認知問題引導３:CAN總線和各個ECU間的通信方式是怎樣的?電動汽車的整車控制ECU通過CAN總線與電池管理ECU、電機控制ECU、充電系統(tǒng)ECU、轉向制動ECU、車載記錄儀ECU、故障診斷ECU、其他控制ECU系統(tǒng)連接。電機驅動ECU通過CAN總線與整車控制器完成通信，通過CAN總線傳輸電機轉速、轉矩、功率、電機水溫、電壓電流、工作模式等參數，同時也接受整車控制器發(fā)送各種控制命令。CAN總線系統(tǒng)認知問題引導３:CAN總線和各個ECU間的通信方式是怎樣的?LIN總線主要特征是有一個主節(jié)點、多個從節(jié)點，從節(jié)點不能主動向主節(jié)點傳輸信息，只有主節(jié)點需要，從節(jié)點才能發(fā)送信息。對實時性與同步性要求稍低的控制單元采用LIN總線性價高。因此，通過LIN協(xié)議實現電動門窗、車燈控制、舒適性控制、組合儀表燈控制，再通過網關轉換與CAN總線進行信號傳輸，如圖所示。CAN總線系統(tǒng)認知問題引導４:CAN總線系統(tǒng)原理框圖內容是什么?圖所示為電動汽車CAN總線系統(tǒng)原理框圖，它由中央控制器、電池管理系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)、制動控制系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)組成。Task3LIN總線系統(tǒng)認知LIN總線系統(tǒng)認知學習目標：了解LIN總線系統(tǒng)的基礎知識。能力目標：培養(yǎng)學生搜集和整理相關資料的能力。知識準備：LIN的方案是由眾多汽車制造商和半導體公司創(chuàng)建的，其目的是找到更低成本的子總線網絡，作為使用廣泛的CAN通信網絡的輔助。LIN網絡是基于主從結構的，使用單線通信，減少了大量線束的重量和費用。LIN目標應用是不需要CAN的性能、帶寬及復雜性的低速系統(tǒng)，如開關類負載或位置型系統(tǒng)，包括車的后視鏡、車鎖、車座椅、車窗等控制。LIN有助于實現汽車中與CAN網絡連接的分布式控制系統(tǒng)。LIN總線系統(tǒng)認知問題引導１:LIN總線特點有哪些?１)低成本的單線12V數據傳輸，線的驅動和接收特性符合改進的ISO9141單線標準。傳輸速率可達20ｋｂｉｔ/ｓ。２)單主/多從的結構，不需要總線仲裁，由主節(jié)點來控制總線的訪問。３)基于通用UART/SCI的硬件接口，使用成本低的半導體工藝，幾乎所有的微控制器都有LIN必需的硬件。４)從節(jié)點不需要晶振或陶瓷振蕩器就可實現自同步，從而減少了從節(jié)點硬件成本，保證在最差狀況下信號傳送的等待時間，來避免總線訪問沖突。LIN總線系統(tǒng)認知問題引導２:LIN總線系統(tǒng)的結構組成有哪些?LIN總線是一種單線式總線，底色是紫色，有標志色。1主控制單元主控制單元連接在CAN數據總線上，它執(zhí)行LIN的主功能。它的作用主要有:１)監(jiān)控數據傳輸及其速率，發(fā)送信息標題。２)LIN主控制單元的軟件內已經設定了一個周期，用于決定何時將哪些信息發(fā)送到LIN數據總線上多少次。３)LIN主控制單元在LIN數據總線系統(tǒng)的LIN從控制單元與CAN總線之間起翻譯作用。４)LIN從控制單元的自診斷(測量數據塊、執(zhí)行器測試、設定、故障存儲器查詢)。LIN總線系統(tǒng)認知2從控制單元LIN總線系統(tǒng)采用單主/多從的工作方式，數據傳輸線為單線12V。多個從控制單元依靠單線與主控制單元相連。其主要作用是傳送或接收與主控制單元查詢或指定有關的數據。問題引導３:ＬＩＮ數據總線的協(xié)議是什么?1通信模式LIN總線系統(tǒng)共有３種通信模式:①主—從，即一個主節(jié)點發(fā)送數據給多個從節(jié)點.②從—主，即一個從節(jié)點發(fā)送數據給主節(jié)點.③從—從，即一個從節(jié)點發(fā)送數據給另一個從節(jié)點。LIN總線系統(tǒng)認知2通信協(xié)議LIN總線系統(tǒng)一個完整的數據稱為報文幀。報文幀由報文頭和響應報文組成。報文頭由LIN主控單元發(fā)送，即主節(jié)點發(fā)送。3NRZ編碼NRZ1編碼為非歸零反相編碼。4報文幀結構LIN數據報文幀如圖所示。報文頭包含的同步間隔主要起標識報文開始的作用。由主節(jié)點發(fā)送，使得所有的從機任務和總線時鐘信號同步。LIN總線系統(tǒng)認知問題引導４:ＬＩＮ的通信協(xié)議和數據幀格式是什么?LIN由一個主節(jié)點和多個從節(jié)點構成。所有的節(jié)點都包括一個從任務。在LIN網絡中所有通信都是由主任務發(fā)起的。主任務發(fā)送一個幀頭(messagehead)給所有的從任務。幀頭由３部分組成:同步間隔(synchbreak)、同步場(synchfield)和信息識別符(identifier)。問題引導５:汽車上ＬＩＮ總線的應用有哪些?典型的LIN應用是連接用于提高駕駛員舒適度的車身控制電子系統(tǒng),包括車門、方向盤、座椅、后視鏡、用于車內溫濕控制的電機和傳感器、照明控制、雨量傳感器、智能刮水器、智能交流發(fā)電機以及控制屏。Task4MOST總線系統(tǒng)認知MOST總線系統(tǒng)認知學習目標：了解MOST總線系統(tǒng)的基礎知識。能力目標：培養(yǎng)學生搜集和整理相關資料的能力。知識準備：MOST

(MediaOrientedSystemsTransport)網絡是一種基于多媒體數據傳輸的網絡系統(tǒng)。MOST總線采用塑料光纜(POF)作為傳輸介質，可將音響設備、電視、全球定位系統(tǒng)及電話等設備相互連接起來，給用戶帶來了極大的便利。問題引導１:MOST總線的基本特征有哪些?１)在保證低成本的條件下，可達到24.8Ｍｂｉｔ/ｓ的數據傳輸速度。２)無論是否有主控計算機，都可以工作。３)使用塑料光纜優(yōu)化信息傳送質量。４)支持聲音和壓縮圖像的實時處理。５)支持數據的同步和異步傳輸。６)發(fā)送/接收器嵌有虛擬網絡管理系統(tǒng)。７)支持多種網絡連接方式。８)提供MOST設備標準。９)方便簡潔的應用系統(tǒng)界面。MOST總線系統(tǒng)認知問題引導２:ＭＯＳＴ的數據類型有哪些?ＭＯＳＴ利用一個低價的光纖網絡傳輸以下３種數據，如圖所示。１)同步數據:實時傳送音頻信號、視頻信號等流動型數據。２)異步數據:傳送訪問網絡及訪問數據庫等的數據包。３)控制數據:傳送控制報文及控制整個網絡的數據。MOST總線系統(tǒng)認知問題引導３:MOST基本結構是什么?MOST網絡可以不需要額外的主控計算機系統(tǒng),結構靈活、性能可靠、易于擴展。1MOST節(jié)點結構MOST網絡可以連接基于不同內部結構和內部實現技術的節(jié)點。它的拓撲結構可以是環(huán)行網或星形網，如圖所示。MOST網絡上的設備分享不同的同步和異步數據傳輸通道.不同類型的數據具有不同的訪問機制。MOST總線系統(tǒng)認知2MOST設備連接到MOST網絡上的任何應用層部分都是MOST設備。由于MOST設備是建立在MOST系統(tǒng)服務層上的，它可以應用MOST網絡提供的信息訪問功能以及位流傳送的同步頻道和數據報文異步傳送功能。MOST總線系統(tǒng)認知2MOST設備邏輯上一個MOST設備包括節(jié)點應用功能塊、網絡服務接口、發(fā)送/接收器和物理層接口。一個MOST設備可以有多個功能塊，如使用CD需要有播放、停止以及設置播放時間等功能。這些功能，對于MOST設備來說是外部可訪問的，如圖所示。MOST總線系統(tǒng)認知3MOST總線的管理模式１)集中管理模式。管理功能由網絡上的一個節(jié)點實施。當其他節(jié)點需要這些服務時必須向這個節(jié)點申請。２)非集中管理模式。網絡管理分布在網絡上的節(jié)點中，不需要這種中心管理。３)MOST網絡啟動時，為每一個網上設備分配一個地址。數據傳輸時，通過同步位流實現各節(jié)點的同步。MOST總線系統(tǒng)認知問題引導４:MOST總線的環(huán)形結構的特點是什么?MOST總線系統(tǒng)的顯著特點是它的環(huán)形結構，如圖所示?？刂茊卧ㄟ^一根光導纖維把數據傳送至環(huán)形結構中的下一個控制單元。MOST總線系統(tǒng)認知問題引導５:ＭＯＳＴ總線的組成及應用有哪些?MOST總線系統(tǒng)的顯著特點是它的環(huán)形結構，如圖所示?？刂茊卧ㄟ^一根光導纖維把數據傳送至環(huán)形結構中的下一個控制單元。1MOST總線的組成MOST總線的組成如圖所示,MOST總線的控制單元如圖所示。MOST總線系統(tǒng)認知(１)光導纖維光導纖維(POF)可以將在某一控制單元發(fā)射機內產生的光波傳送到另一控制單元的接收器，如圖所示。MOST總線系統(tǒng)認知切割面上的污垢和刮痕會產生很高的損耗(衰減)，因此，為了最大限度地減小傳送損失，光導纖維的端面必須光滑、垂直和清潔。只有使用專用的切割工具才能達到上述要求。在直的光導纖維中，光導纖維以直線方式在內芯線中傳導部分光波，大多數光波通過在內芯線的表面產生全反射而被以之字形圖案傳送，如圖所示。MOST總線系統(tǒng)認知在彎曲的光導纖維中，發(fā)生在內芯線覆蓋層邊緣的全反射使得光波被反射，從而被傳導通過彎曲處。全反射條件是一束光線以較小的角度撞擊在折射率分別較高和較低材料之間的邊界層上在光導纖維中，內芯線的折射率比它的覆蓋層高。MOST總線系統(tǒng)認知(２)光導插頭在生產光纖導線時，為了在插頭外殼上固定光纖導線，就要在光纖導線尾端利用激光技術焊上塑料套管或者在尾端卡上黃銅質地的套管。為了能將光導纖維連接到控制單元上，使用了一種專用插頭，即光導插頭插座接頭上有一個信號方向箭頭，它表示輸入方向(通向接收器)，插頭殼體與控制單元連接。MOST總線系統(tǒng)認知(３)電氣插頭電氣插頭作用是連接電源、環(huán)狀故障診斷和輸入與輸出信號。(４)內部電源內部電源系統(tǒng)把通過電氣插頭供給控制單元的電源分配給各個部件。這一方式可以臨時斷開供給控制單元中個別部件的電源，從而減小閉路電流。(５)發(fā)射接收機———光纖收發(fā)機(FOT)

FOT由一個光敏二極管和一個發(fā)光二極管組成。MOST總線系統(tǒng)認知(６)MOST發(fā)射接收機

MOST發(fā)射接收機由發(fā)射機和接收機兩部件組成。發(fā)射機把要發(fā)送的信息轉換為電壓信號傳至光導發(fā)射機。(７)標準微型控制器標準微型控制器是控制單元的核心元件，它的內部有一個微處理器，用于操縱控制單元的所有基本功能。(８)專用部件專用部件用于控制某些專用功能，如CD播放機和收音機調諧器。MOST總線系統(tǒng)認知2MOST總線的系統(tǒng)管理器的功能MOST總線的系統(tǒng)管理器的功能有３種:①控制系統(tǒng)狀態(tài);②傳送MOST總線的信息;③管理傳送容量。3MOST總線的系統(tǒng)狀態(tài)１)睡眠模式。MOST總線中沒有數據交換，設備被切換至備用模式，只有系統(tǒng)管理器發(fā)出光學起始脈沖后，才被激活。閉路電流下降至最小值。如圖所示。２)備用模式。３)通電工作模式。MOST總線系統(tǒng)認知4MOST總線的信息幀(１)脈沖頻率(２)信息幀的結構信息幀的大小最多是64B，最多可傳輸60B的數據。MOST總線系統(tǒng)認知(３)信息幀的區(qū)域１)起始區(qū)。起始區(qū)標志著信息幀的開始。每一段信息幀都有一個單獨的起始區(qū)。２)分界符。分界符用于區(qū)分起始區(qū)和緊跟著的數據區(qū)。３)數據區(qū)。MOST總線利用數據區(qū)最多可將60字節(jié)的有效數據發(fā)送到控制單元，如圖所示。MOST總線系統(tǒng)認知(４)校驗字節(jié)兩個校驗字節(jié)被用來傳送信息:發(fā)射機和接收機的地址(標識符)，至接收機的控制命令(例如，放大器設置高/低)，如圖所示。(５)狀態(tài)區(qū)信息幀的狀態(tài)區(qū)包含用于接收機發(fā)送信息幀的信息。(６)奇偶校驗區(qū)奇偶區(qū)用來最終檢查數據的完整性。該區(qū)的內容將決定是否需要重復一次發(fā)送過程。MOST總線系統(tǒng)認知5MOST總線的功能流程(１)系統(tǒng)啟動(喚醒)如果MOST總線處于睡眠模式，那么首先須通過喚醒程序將系統(tǒng)切換至備用模式。然后系統(tǒng)管理器向下一個控制單元發(fā)送一種專門調制的光(稱為主光)，這個主光由所有的控制單元繼續(xù)傳遞，如圖所示。MOST總線系統(tǒng)認知5MOST總線的功能流程(２)音頻與視頻作為同步數據的傳送以奧迪Ａ８轎車０３型車上播放音樂ＣＤ為例來進行說明，如圖所示。MOST總線系統(tǒng)認知5MOST總線的功能流程(３)同步傳送的數據管理如圖所示，前部信息控制單元J523使用下列帶校驗數據的數據組。MOST總線系統(tǒng)認知5MOST總線的功能流程(４)異步數據形式的傳送導航系統(tǒng)地圖顯示、導航計算、互聯網站點、電子郵件都是以異步數據的形式傳送的，如圖所示。異步數據源是以不規(guī)則的時間間隔來發(fā)送這些數據的。MOST總線系統(tǒng)認知Task5FlexRay總線系統(tǒng)認知FlexRay總線系統(tǒng)認知學習目標：了解FlexRay總線系統(tǒng)的基礎知識。能力目標：培養(yǎng)學生搜集和整理相關資料的能力。知識準備：FlexRay通信協(xié)議運用于可靠的車內網絡中，是一種具備故障容錯的高速汽車總線系統(tǒng)。它已經成為同類產品的基準，將在未來很多年內，引導汽車電子產品控制結構的發(fā)展方向。FlexRay協(xié)議標準中定義了同步和異步幀傳輸，同步傳輸中保證幀的延遲和抖動，異步傳輸中有優(yōu)先次序，還有多時鐘同步，錯誤檢測與避免，編碼解碼，物理層的總線監(jiān)控設備等。問題引導１:FlexRay的特點有哪些?作為一種靈活的車載網絡系統(tǒng)，FlexRay具有高速、可靠及安全的特點，它不僅能簡化車載通信系統(tǒng)的架構，而且還有助于汽車電子單元獲得更高的穩(wěn)定性和可靠性。FlexRay在物理上通過兩條分開的總線通信，每一條的數據速率是10MBit/s。CAN網絡最高性能極限為1MBit/s，而FlexRay總數據速率可達到20MBit/s。FlexRay總線系統(tǒng)認知問題引導２:FlexRay的架構是什么?1

FlexRay節(jié)點和狀態(tài)FlexRay節(jié)點的核心是ECU，是接入車載網絡中的獨立完成相應功能的控制單元，主要由電源供給系統(tǒng)(PowerSupply)、主處理器(Host)、固化FlexRay通信控制器(CommunicationController)、可選的總線監(jiān)控器(BusGuardian)和總線驅動器(BusDriver)組成,如圖所示。FlexRay總線系統(tǒng)認知問題引導２:FlexRay的架構是什么?1

FlexRay節(jié)點和狀態(tài)節(jié)點的兩個通信過程如下:１)發(fā)送數據;２)接收數據;如圖所示,

FlexRay的節(jié)點有幾個基本的運行狀態(tài):１)配置狀態(tài)(默認配置/配置):用于各種初始化設置，包括通信周期和數據速率。FlexRay總線系統(tǒng)認知問題引導２:FlexRay的架構是什么?1

FlexRay節(jié)點和狀態(tài)２)準備狀態(tài):用于進行內部的通信設置。３)喚醒狀態(tài):用于喚醒沒有在通信的節(jié)點。４)啟動狀態(tài):用于啟動時鐘同步，并為通信做準備。５)正常狀態(tài)(主動/被動):可以進行通信的狀態(tài)。６)中斷狀態(tài):表明通信中斷。FlexRay總線系統(tǒng)認知2FlexRay網絡FlexRay的網絡拓撲結構主要分為總線式、星形、總線星形混合形。在星形結構中，還存在級聯方式。通常FlexRay節(jié)點可以支持兩個信道，因而可以開發(fā)單信道和雙信道兩種系統(tǒng)。雙信道總線結構如圖所示，雙信道備用星形結構如圖所示。FlexRay總線系統(tǒng)認知2FlexRay網絡單雙信道級聯如圖和圖所示FlexRay總線系統(tǒng)認知2FlexRay網絡單雙信道混合型結構如圖所示，FlexRay網絡如圖所示。FlexRay總線系統(tǒng)認知問題引導３:FlexRay協(xié)議有哪些?1FlexRay幀格式一個數據幀由幀頭、有效數據段和幀尾三部分組成。FlexRay數據幀格式如圖所示。FlexRay總線系統(tǒng)認知問題引導３:FlexRay協(xié)議有哪些?1FlexRay幀格式(１)幀頭部分共由５個字節(jié)(40bit)組成,包括以下幾個部分:１)保留位(１位);２)有效數據段前言指示(１位)

;３)空幀指示(１位);４)同步幀指示(１位);５)起始幀指示(１位);６)幀ＩＤ(１１位);７)有效數據長度(７位);８)頭部ＣＲＣ(１１位);９)周期(６位).(２)有效數據部分有效數據由３個部分組成:１)數據;

２)信息ID３)網絡管理向量(NWV

ector)(３)幀尾部分只含有單個的數據域，即CRC部分，包括幀頭CRC和數據幀的CRC。FlexRay總線系統(tǒng)認知2FlexRay幀編碼編碼的過程實際上就是對要發(fā)送的數據進行相應的處理“打包”的過程，如加上各種校驗位、ID符等。解碼的過程就是對收到的數據幀進行“解包”的過程。編碼與解碼主要發(fā)生在通信控制器與總線驅動器之間，如圖所示。圖中，RxD為接收信號，TxD為發(fā)送信號，TxEN為通