車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用課件：車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

CAN技術(shù)應(yīng)用?

2023年4月7日，以“科技·進(jìn)化”為主題的2023奇瑞汽車新能源之夜在北京水立方舉辦。?在“瑤光2025”戰(zhàn)略賦能下，奇瑞集團(tuán)發(fā)布在新能源汽車領(lǐng)域的新戰(zhàn)略、新技術(shù)、新品牌、新產(chǎn)品，推出了135項(xiàng)新技術(shù)。?

奇瑞全棧自研的onebox線控制動(dòng)技術(shù)，具有更高的集成度和能量回收效率，搭配RBU能夠滿足自動(dòng)駕駛對(duì)高冗余的要求。令情景導(dǎo)入任務(wù)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：1.了解CAN總線的產(chǎn)生、發(fā)展歷程；2.掌握CAN

總線的組成和通信機(jī)制；

能力目標(biāo)：

1.合理使用工具和儀器，測(cè)量CAN總線信號(hào)波形、診斷線路故障；

2.查閱技術(shù)文件，監(jiān)聽(tīng)、編制CAN總線報(bào)文；

素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作等社會(huì)能力；2.培養(yǎng)科學(xué)探究精神和嚴(yán)謹(jǐn)工匠精神。20世紀(jì)中后期汽車發(fā)展隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，汽車電控系統(tǒng)進(jìn)入飛速發(fā)展階段。CAN總線的引入和優(yōu)勢(shì)為解決上述問(wèn)題，德國(guó)Bosch公司開(kāi)發(fā)了CAN總線，其多主工作方式、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛歡迎。一、CAN總線概述n20世紀(jì)中后期汽車電控系統(tǒng)發(fā)展背景傳統(tǒng)汽車電路模式問(wèn)題傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、單線制汽車電路模式產(chǎn)生諸多問(wèn)題，如布線困難、檢修不便等。

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一、CAN總線概述n

傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電控系統(tǒng)布線問(wèn)題傳統(tǒng)汽車電控系統(tǒng)中，每個(gè)控制單元都需要與其它單元進(jìn)行

物理連接，導(dǎo)致線路復(fù)雜、維護(hù)困難。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電控系統(tǒng)布線

問(wèn)題數(shù)據(jù)共享和抗干擾能

力缺乏通信帶寬和掛載節(jié)點(diǎn)

數(shù)限制傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的通信帶寬有限，且可掛載的節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少，無(wú)法滿足現(xiàn)代汽車的需求。由于采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的布線方式，各控制單元之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)

共享，同時(shí)抗干擾能力較弱。CAN總線的發(fā)展趨勢(shì)隨著新能源汽車和自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展，傳統(tǒng)CAN總線已難以滿足日益增加的需求，CAN

FD應(yīng)運(yùn)而生。CAN總線的發(fā)展過(guò)程1991年，Bosch發(fā)布CAN2.0標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，后被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織

ISO標(biāo)準(zhǔn)化，形成ISO11898和ISO11519等標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線的誕生背景20世紀(jì)80年代，為解決汽車微控制器通信需求，德國(guó)Bosch公

司開(kāi)發(fā)了Controller

AreaNetwork。一、CAN總線概述nCAN總線的誕生和發(fā)展歷程一、CAN總線概述nCAN總線的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍

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CAN總線的優(yōu)點(diǎn)CAN總線具有多主工作方式、非破壞性總線仲裁技術(shù)、通信對(duì)象靈活等特點(diǎn)，使其在汽車、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。性。CAN總線的應(yīng)用范圍CAN總線廣泛應(yīng)用于汽車電控系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、船舶、樓宇、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，成為分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的優(yōu)選通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線的實(shí)時(shí)性CAN總線采用短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，抗干擾能力強(qiáng)，檢錯(cuò)效果好，實(shí)現(xiàn)了高實(shí)時(shí)32CAN控制器CAN收發(fā)器數(shù)據(jù)傳輸線終端電阻二、CAN總線組成CAN控制器的錯(cuò)誤處理功能當(dāng)接收到錯(cuò)誤或故障信息時(shí)，

CAN控制器會(huì)負(fù)責(zé)處理并發(fā)送相應(yīng)的錯(cuò)誤和故障消息。CAN控制器的數(shù)據(jù)傳遞功能CAN控制器接收來(lái)自微處理器的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)打包成幀，發(fā)送給CAN收發(fā)器進(jìn)行傳輸。CAN控制器的基本作用CAN控制器是處理微處理器發(fā)出的數(shù)據(jù)，并將其傳遞給CAN收發(fā)器的關(guān)鍵設(shè)備。二、CAN總線組成nCAN控制器的作用和功能CAN收發(fā)器的基本功能將CAN總線上的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，或?qū)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為CAN總線上的差分信號(hào)進(jìn)行傳輸。提高抗干擾能力使用雙絞線形式和差分電壓傳遞信號(hào)的方式，提高了CAN總線的抗電磁干擾能力，減少了對(duì)外界的電磁輻射。二、CAN總線組成nCAN收發(fā)器的作用和功能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信通過(guò)接收濾波的方式，實(shí)現(xiàn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，或者一個(gè)節(jié)點(diǎn)從另一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收信息。

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二、CAN總線組成n

數(shù)據(jù)傳輸線路的作用和功能CAN總線的線路故障主要包括CAN-L、CAN-H斷路或者

對(duì)地短路和對(duì)電源短路等。CAN總線采用雙絞線形式，通過(guò)差分電壓來(lái)表示總線的

隱性或顯性狀態(tài)。雙絞線形式和差分電壓傳遞信號(hào)的方式，提高了CAN總

線的抗電磁干擾能力。差分電壓傳遞信息線路故障類型多樣抗干擾能力強(qiáng)二、CAN總線組成n

終端電阻的作用和配置電磁干擾能力。

?容錯(cuò)CAN無(wú)終端電阻，每個(gè)節(jié)點(diǎn)自帶匹配電阻。?高速CAN總線在二側(cè)末端各配置1個(gè)120Ω的電阻，通過(guò)模擬無(wú)限遠(yuǎn)處導(dǎo)線的阻抗特性消耗能量而不產(chǎn)生反射波。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中終端電阻過(guò)大或過(guò)小時(shí)，會(huì)引起信號(hào)反射和干擾，從而影響信號(hào)的正確傳輸和接收。終端電阻的配置方法終端電阻的主要作用是防止電路回波信號(hào)干擾正常信號(hào)的傳遞，提高CAN總線的抗終端電阻異常的影響終端電阻的作用汽車大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)干擾可能導(dǎo)致CAN波形失真三、CAN總線的協(xié)議棧n參考ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)模型，CAN總線分為數(shù)據(jù)鏈路層、物理層等2層，較為簡(jiǎn)單的分層結(jié)構(gòu)有利于提高數(shù)據(jù)傳遞效率。n根據(jù)ISO11898標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路LLC子層和媒體訪問(wèn)控制MAC子層LLC子層的功能LLC子層主要負(fù)責(zé)接收過(guò)濾、

超載通知和恢復(fù)管理，提供非應(yīng)答服務(wù)。MAC子層的功能MAC子層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的封

裝/解封、幀編碼及位填充/去除填充位等操作。數(shù)據(jù)鏈路層功能劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層主要負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)

實(shí)體間建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路。三、CAN總線的協(xié)議棧n

數(shù)據(jù)鏈路層的功能超載通知與恢復(fù)管理的功能當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)載時(shí)，LLC子層會(huì)發(fā)出超載通知，同時(shí)進(jìn)行恢復(fù)管理，以保證數(shù)據(jù)的有序傳輸和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。接收過(guò)濾的作用LLC子層通過(guò)接收過(guò)濾，可以決定哪

些幀需要接收，哪些幀可以忽略，從而減少網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載和提高傳輸效率。LLC子層的主要功能LLC子層主要負(fù)責(zé)接收過(guò)濾、超載通

知和恢復(fù)管理，提供非應(yīng)答數(shù)據(jù)發(fā)送服務(wù)和非應(yīng)答遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求服務(wù)。三、CAN總線的協(xié)議棧n邏輯鏈路層LLC子層的功能MAC子層的主要功能MAC子層位于數(shù)據(jù)鏈路層的下部，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的封裝/解封、幀編碼及位填充/去除填充位等操作。MAC子層的接收來(lái)源MAC子層從物理層接收MAC數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀和超載幀，并向LLC子層提供服務(wù)。三、CAN總線的協(xié)議棧n媒體訪問(wèn)控制MAC子層的功能MAC子層提供的服務(wù)

2MAC子層為L(zhǎng)LC子層提供應(yīng)答數(shù)據(jù)傳送、應(yīng)答遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送、超載幀傳送和編制出錯(cuò)幀等服務(wù)。

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四、CAN總線的數(shù)據(jù)幀n

CAN總線數(shù)據(jù)的傳輸采用幀(frame)的形式。n幀是CAN總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝?，它包含了CAN總線數(shù)據(jù)傳輸所需的全部信息，包

括數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息數(shù)據(jù)幀的仲裁段仲裁段由標(biāo)識(shí)符和1位RTR位

組成，用于區(qū)分不同節(jié)點(diǎn)的

數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)。四、CAN總線的數(shù)據(jù)幀n

數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段包含發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)容，長(zhǎng)度可變，范圍為0~8字節(jié)。數(shù)據(jù)幀的起始標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)幀以顯性位作為起始，標(biāo)志著新的CAN幀的開(kāi)始。幀起始的作用幀起始標(biāo)志著一個(gè)新的CAN幀的開(kāi)始，用于同步總線上的所有節(jié)點(diǎn)。顯性電平與隱性電平顯性電平表示邏輯值為“0”，隱性電平表示邏輯值為“1”，顯性具有優(yōu)先性。幀起始的實(shí)現(xiàn)方式當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)想向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先讀取總線電平判斷總線是否處于空閑狀態(tài)，然后用1個(gè)顯性位與總線執(zhí)行“與”操作，將整個(gè)總線置為顯性狀態(tài)。四、CAN總線的數(shù)據(jù)幀n幀起始的作用和實(shí)現(xiàn)方式312仲裁段是CAN總線數(shù)據(jù)幀中用于解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)

的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，確定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)。標(biāo)識(shí)符的重要性標(biāo)識(shí)符是仲裁段的關(guān)鍵組成部分，它決定了數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)和傳輸方式，包括點(diǎn)

對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多和廣播。優(yōu)先級(jí)仲裁機(jī)制的運(yùn)作當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)標(biāo)識(shí)符和RTR位的比較，確定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，低優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出發(fā)送，節(jié)省了總線沖突仲裁時(shí)間。四、CAN總線的數(shù)據(jù)幀n

仲裁段的作用和優(yōu)先級(jí)仲裁機(jī)制仲裁段的作用四、CAN總線的數(shù)據(jù)幀n

控制段、數(shù)據(jù)段、校驗(yàn)段、確認(rèn)段的作用和構(gòu)成校驗(yàn)段與確認(rèn)段的作用和構(gòu)成校驗(yàn)段用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性，確認(rèn)段則用于確認(rèn)數(shù)據(jù)是否正常接收，二者共同保障了CAN總線的可靠性?？刂贫蔚淖饔煤蜆?gòu)成控制段主要用于標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級(jí)，由2位保留位和4位DLC位組成。數(shù)據(jù)段的作用和構(gòu)成數(shù)據(jù)段是CAN總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵牟糠?，?-8字節(jié)的數(shù)據(jù)組成，以MSB優(yōu)先的方式發(fā)送。CAN總線在自動(dòng)駕駛汽車的應(yīng)用五、CAN總線的發(fā)展n

在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀CAN總線在汽車動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用CAN總線在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用自動(dòng)駕駛汽車需要高速、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，CAN總線為自動(dòng)駕駛汽車提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)傳輸支持。CAN總線廣泛應(yīng)用于汽車動(dòng)力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)各控制單元之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。隨著新能源汽車的發(fā)展，

CAN總線在電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)等方面發(fā)揮重要作用。CAN

FD傳輸速度的提升CAN

FD支持雙比特率，可以實(shí)現(xiàn)高

達(dá)5Mbit/s的數(shù)據(jù)比特率，滿足高帶寬需求。CAN

FD數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的優(yōu)勢(shì)CAN

FD將數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度增加到64

個(gè)字節(jié)，減少了協(xié)議開(kāi)銷并提高了協(xié)議效率。CAN

FD標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布2012年，Bosch公司發(fā)布了CAN

FD標(biāo)準(zhǔn)，繼承了CAN的絕大多數(shù)特性。五、CAN總線的發(fā)展nCAN

FD標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和優(yōu)勢(shì)車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)1

LIN技術(shù)應(yīng)用2022年10月，黨的二十大報(bào)告提出了“中國(guó)式現(xiàn)代化”。中國(guó)式現(xiàn)代化，是人口規(guī)模巨大的現(xiàn)代化，是全體人民共同富裕的現(xiàn)代化，是物質(zhì)文明與精神文明相協(xié)調(diào)的現(xiàn)代化，是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，是和平發(fā)展的現(xiàn)代化。智能網(wǎng)聯(lián)汽車離不開(kāi)電子控制單元的全面網(wǎng)絡(luò)化，由于LIN

總線的低成本和簡(jiǎn)單易用，在車輛內(nèi)部低速網(wǎng)絡(luò)得到大量應(yīng)用。令情景導(dǎo)入任務(wù)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：1.了解LIN

總線的產(chǎn)生、發(fā)展歷程；2.掌握LIN總線的結(jié)構(gòu)和通信機(jī)制；

能力目標(biāo)：1.合理使用工具和儀器，測(cè)量LIN

總線信號(hào)波形；2.查閱技術(shù)文件，分析LIN總線信號(hào)波形，診斷和排除LIN

總線簡(jiǎn)單故障；

素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作等社會(huì)能力；2.培養(yǎng)科學(xué)探究精神和嚴(yán)謹(jǐn)工匠精神。LIN總線定義LIN總線是一種低成本、單主控器/多從設(shè)備模式的串行通信協(xié)議，廣泛應(yīng)用于汽車電子控制單元之間的通信。LIN總線的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用LIN總線具有成本低、單信號(hào)線傳輸、可預(yù)測(cè)的電磁兼容性能等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于汽車電子控制單元之間的通信，如車門(mén)控制單元、天窗控制單元、空調(diào)控制單元等。LIN總線發(fā)展歷程LIN總線由歐洲五大車企于1998年聯(lián)合成立工作組開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)多次修改和升級(jí)，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO17987Part1-7。一、LIN總線概述n

定義與發(fā)展

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LIN總線規(guī)定最大傳輸速率為20kbps，這種低速傳輸

使得LIN總線在車輛中的電磁兼容性能更加可預(yù)測(cè)和可控，降低了信號(hào)干擾的可能性。LIN總線具有“局域”的特性，通常與上層CAN網(wǎng)絡(luò)相連，形成CAN-LIN網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，這使得其在汽車中被廣泛使用，降低了成本。LIN總線因其低成本和單信號(hào)線傳輸特性，廣泛應(yīng)用于汽車電子控制單元之間的通信，如車門(mén)控制、天窗控制等。LIN總線在汽車電子控制單元的應(yīng)用LIN總線的局域特性及其優(yōu)勢(shì)LIN總線的電磁兼容性能一、LIN總線概述n

作用與應(yīng)用從設(shè)備響應(yīng)方式在LIN總線上，從設(shè)備只能在主控制器發(fā)起通信時(shí)被動(dòng)響應(yīng)。成本和性能優(yōu)勢(shì)由于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和低成本，LIN總線廣泛應(yīng)用于汽車電子控

制單元之間的通信。一、LIN總線概述n

工作原理及特點(diǎn)單主控器模式LIN總線是一種點(diǎn)對(duì)多通信模式，一個(gè)主控制器與多個(gè)從設(shè)備通信。123一、LIN總線概述n工作原理及特點(diǎn)

低成本實(shí)現(xiàn)LIN總線采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信模式，一個(gè)主控制器可與多個(gè)從設(shè)備通信，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。單信號(hào)線傳輸減少了線束數(shù)量，使車輛更輕便，電磁兼容性能更好。LIN總線僅需一根信號(hào)線即可完成數(shù)據(jù)傳輸，減少了線束數(shù)量，降低成本。LIN總線只需一根信號(hào)線即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，降低了成本和復(fù)雜性。由于通信速率較低，LIN總線不適用于高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景。LIN總線利用通用UART接口，降低了硬件要求和成本。低成本的主從通信模式單信號(hào)線傳輸優(yōu)勢(shì)單信號(hào)線傳輸限制基于UART接口的實(shí)現(xiàn)

單信號(hào)傳輸單信號(hào)線傳輸原理單信號(hào)線傳輸LIN總線的電磁兼容性能LIN總線采用低速傳輸，最大傳輸速率為20kbps，降低了電磁干擾的可能性。LIN總線的抗干擾能力LIN總線采用單信號(hào)線傳輸，降低了成本和線束數(shù)量，提高了車輛的輕便性，同時(shí)具有較好的抗電磁干擾性能。LIN總線的信號(hào)配置LIN總線提供信號(hào)的配置、處理、識(shí)別和診斷功能，幫助汽車制造商更好地控制車輛中的各個(gè)系統(tǒng)。一、LIN總線概述n工作原理及特點(diǎn)

電磁兼容性

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一、LIN總線概述n

工作原理及特點(diǎn)

配置、處理、識(shí)別和診斷功能LIN總線能夠處理來(lái)自不同設(shè)備的信息，通過(guò)協(xié)議控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和轉(zhuǎn)換，確保信息的準(zhǔn)確性和可靠性。LIN總線具備信號(hào)的識(shí)別和診斷功能，幫助汽車制造商及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決車輛系統(tǒng)中的問(wèn)題，提高車輛的運(yùn)行效率和安全性。LIN總線提供信號(hào)的配置、處理、識(shí)別和診斷功能，

方便汽車制造商進(jìn)行車輛系統(tǒng)的控制和維護(hù)。配置功能識(shí)別與診斷功能處理功能LIN總線使用單根導(dǎo)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這是一種典型的主從結(jié)構(gòu)。主控單元(ECU)有且僅有一個(gè)，而

從控單元可以有多個(gè)。主控單元對(duì)從控單元有絕對(duì)的控制權(quán)，控制LIN總線網(wǎng)絡(luò)通信的整個(gè)過(guò)程。作為物理層的組成部分，總線收發(fā)器負(fù)責(zé)將協(xié)議控制器的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合傳輸總線的信號(hào)。它也負(fù)責(zé)保護(hù)從總線傳來(lái)的信號(hào)，防止由于電氣干擾或瞬變電壓對(duì)微控制器造成損害。LIN總線的核心部分，負(fù)責(zé)執(zhí)行LIN協(xié)議的邏輯功能，如消息的發(fā)送和接收處理。它通常集成在微控制器中，用于管理數(shù)據(jù)幀的生成和解析。傳輸總線總線收發(fā)器Bus

Transceiver協(xié)議控制器Protocol

Controller二、LIN總線的組成把二進(jìn)制并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成高-低電平信號(hào)，并按照規(guī)定的串行格式(8數(shù)據(jù)位，1停止位，無(wú)校驗(yàn)位)送往總線收發(fā)器。接收時(shí)，協(xié)議控制器把來(lái)自總線收發(fā)器的高、低電平信號(hào)按照同樣的串行格式儲(chǔ)存下來(lái)，然后再將儲(chǔ)存結(jié)果轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制并行數(shù)據(jù)。需要喚醒時(shí)，主節(jié)點(diǎn)協(xié)議控制器通過(guò)總線收發(fā)器向LIN總線送出喚醒信號(hào)。從節(jié)點(diǎn)的協(xié)議控制器要能識(shí)別總線喚醒的信號(hào)。當(dāng)收到來(lái)自LIN總線的喚醒信號(hào)時(shí)，協(xié)議控制器能夠正確動(dòng)作，進(jìn)入規(guī)定的通信狀態(tài)。二、LIN總線的組成n協(xié)議控制器(ProtocolController)同步間隔段包含一個(gè)低電平脈沖，長(zhǎng)度至少為13位，把同步間隔段與普通的數(shù)據(jù)字節(jié)區(qū)別開(kāi)，確保了同步信息的特殊性。產(chǎn)生和識(shí)別幀的同步間隔段執(zhí)行本地CPU

的喚醒數(shù)據(jù)的收發(fā)123二、LIN總線的組成n總線收發(fā)器(BusTransceiver)總線收發(fā)器將協(xié)議控制器產(chǎn)生的高低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)IN總線的隱性、

顯性電平，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的正確傳輸?？偩€收發(fā)器還具備阻抗匹配、壓擺率控制等附加功能，以確保LIN總線的穩(wěn)定運(yùn)行和高效通信?？偩€收發(fā)器作為協(xié)議控制器與傳輸總線之間的接口，負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送?？偩€收發(fā)器的功能電平轉(zhuǎn)換的作用附加功能傳輸總線的特性由于地線在車輛上是搭鐵線，因此LIN總線通常使用電子單元的搭鐵線而省去。傳輸總線的構(gòu)成傳輸總線由單獨(dú)的數(shù)據(jù)主線和地線構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了單總線結(jié)構(gòu)。傳輸總線的作用傳輸總線作為L(zhǎng)IN總線的基本組成部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)和同步間隔段的產(chǎn)生。二、LIN總線的組成n

傳輸總線LIN報(bào)文幀分為信號(hào)攜帶幀、診斷幀和保留幀，根據(jù)幀ID的不同實(shí)

現(xiàn)不同的功能和應(yīng)用。LIN報(bào)文幀頭由同步間隔段、同步段和受保護(hù)ID段組成，

用于表示一個(gè)新幀的開(kāi)始。LIN報(bào)文應(yīng)答域包括數(shù)據(jù)段和校驗(yàn)和段，用于接收方對(duì)幀頭的解析和響應(yīng)操作。三、LIN報(bào)文幀n

報(bào)文幀組成LIN報(bào)文幀類型及應(yīng)用LIN報(bào)文幀頭結(jié)構(gòu)LIN報(bào)文應(yīng)答域由于幀中的所有間隔或總線空閑時(shí)都應(yīng)保持隱性(高)電平，并且?guī)械娜魏纹渌侄味疾粫?huì)發(fā)出大于9位的顯性電平，因此至少持續(xù)13位的同步間隔可以標(biāo)志一個(gè)幀的開(kāi)始，而不會(huì)造成誤判。同步間隔是至少持續(xù)13位的顯性電平，可以標(biāo)志一個(gè)幀的開(kāi)始，而不會(huì)造成誤判。三、LIN報(bào)文幀n

同步間隔段同步間隔段用于表示一個(gè)新幀的開(kāi)始，由同步間隔和同步間隔段間間隔符組成。同步間隔段與幀中其他字段的區(qū)別同步間隔段的作用同步間隔的長(zhǎng)度同步段是LIN數(shù)據(jù)幀中，所有字段通過(guò)字節(jié)域格式傳輸?shù)牟?/p>

分。同步段由一個(gè)固定的字節(jié)0x55組成，是一個(gè)連續(xù)8位的高低切換。三、LIN報(bào)文幀n同步段同步段用于發(fā)送固定字節(jié)，使接收方能夠準(zhǔn)確接收每個(gè)bit的信息。同步段的定義同步段的構(gòu)成同步段的作用受保護(hù)ID段用于標(biāo)識(shí)LIN報(bào)文的類別和目的地，從機(jī)對(duì)幀頭作出的反應(yīng)基于幀ID判斷。受保護(hù)ID段由6位幀ID和2位奇偶校驗(yàn)組成，用于區(qū)分信號(hào)攜帶幀、診斷幀和保留幀。受保護(hù)ID段采用校驗(yàn)和進(jìn)行校驗(yàn)，包括標(biāo)準(zhǔn)型校驗(yàn)和(Classic

Checksum)和增

強(qiáng)型校驗(yàn)和(Enhanced

Checksum)。三、LIN報(bào)文幀n受保護(hù)ID段受保護(hù)ID段的作用受保護(hù)ID段的結(jié)構(gòu)受保護(hù)ID段的校驗(yàn)方式數(shù)據(jù)段的組成?

數(shù)據(jù)段由1-8個(gè)字節(jié)組成，可以包含信號(hào)和診斷消息。?LIN2.2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可傳輸?shù)腖IN字節(jié)數(shù)為2，4，8

，并不是1-8內(nèi)任意一個(gè)數(shù)字。數(shù)據(jù)段的特性數(shù)據(jù)段的內(nèi)容和長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)者根據(jù)幀ID提前設(shè)定，并以廣播形式在總線上發(fā)布。數(shù)據(jù)段的定義數(shù)據(jù)段是LIN報(bào)文幀中用于傳輸信號(hào)和診斷消息的部分。三、LIN報(bào)文幀n

數(shù)據(jù)段校驗(yàn)和段用于對(duì)LIN報(bào)文幀中傳輸?shù)膬?nèi)容進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)。增強(qiáng)型校驗(yàn)和同時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)段和幀ID段，提供更全面的校驗(yàn)功能。三、LIN報(bào)文幀n校驗(yàn)和段標(biāo)準(zhǔn)型校驗(yàn)和僅保護(hù)數(shù)據(jù)段，確保數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的準(zhǔn)確性。校驗(yàn)和段的作用標(biāo)準(zhǔn)型校驗(yàn)和增強(qiáng)型校驗(yàn)和

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車載網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

車載以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用裕太微電子以太網(wǎng)物理層芯片獲得2023中國(guó)IC風(fēng)云榜優(yōu)秀產(chǎn)品創(chuàng)新獎(jiǎng)令情景導(dǎo)入任務(wù)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：1.了解車載以太網(wǎng)的產(chǎn)生、發(fā)展歷程；2.理解車載以太網(wǎng)的系統(tǒng)組成和傳輸機(jī)制；

能力目標(biāo)：

1.合理使用工具和儀器，讀取車載以太網(wǎng)的信號(hào)波形、診斷線路故障；

2.查閱技術(shù)文件，監(jiān)聽(tīng)、解析車載以太網(wǎng)報(bào)文；

素質(zhì)目標(biāo)：1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作等社會(huì)能力；2.培養(yǎng)科學(xué)探究精神和嚴(yán)謹(jǐn)工匠精神。CAN總線特性及局限CAN總線具有多主仲裁特點(diǎn)，但每個(gè)時(shí)間窗口只能有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)半雙工通訊，最高傳輸速度1Mbps，難以滿足高性能處理器的需求。。車載以太網(wǎng)的發(fā)展歷程從最初的Xerox

Ethernet到現(xiàn)在的400Gbps速率的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸速率增長(zhǎng)了近1500倍，成為全球最大的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。車載以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)以太網(wǎng)技術(shù)成熟、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、帶寬大、成本較低，能提供更高的數(shù)據(jù)傳輸能力，滿足高性能處理器實(shí)時(shí)高速雙向數(shù)據(jù)交互的需求。一、車載以太網(wǎng)概述n

汽車總線技術(shù)現(xiàn)狀

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一、車載以太網(wǎng)概述n

車載以太網(wǎng)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景車載以太網(wǎng)在ADAS中的

應(yīng)用高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS對(duì)帶寬

要求較高，車載以太網(wǎng)可提供更高分辨率的數(shù)據(jù)傳輸。車載以太網(wǎng)在信息娛樂(lè)系統(tǒng)

的應(yīng)用車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)需要高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，車載以太網(wǎng)能滿足其需求。車載以太網(wǎng)的帶寬優(yōu)勢(shì)車載以太網(wǎng)提供高數(shù)據(jù)傳輸能

力，滿足帶寬密集型應(yīng)用需求。以太網(wǎng)雛形的形成Xerox

Ethernet是現(xiàn)代以太網(wǎng)的

雛形，為后來(lái)的以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。Xerox

Ethernet的誕生1973年，美國(guó)Xerox公司為了實(shí)現(xiàn)個(gè)

人計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備的通信，設(shè)計(jì)了一種公司內(nèi)部的總線型局域網(wǎng)。同軸電纜的使用Xerox

Ethernet使用同軸電纜作

為傳輸介質(zhì)，以2.94Mbps速率運(yùn)行。一、車載以太網(wǎng)概述n

車載以太網(wǎng)的起源IEEE在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化中的角色I(xiàn)EEE組織在以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，推動(dòng)了以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。IEEE推動(dòng)車載以太網(wǎng)的發(fā)展IEEE通過(guò)制定車載以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了車載網(wǎng)絡(luò)的高速、高效發(fā)展，滿足汽車電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化的需求。一、車載以太網(wǎng)概述nIEEE在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中的作用IEEE

802.3標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以太網(wǎng)的影響IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)為以太網(wǎng)提供了統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，使得不同廠商的設(shè)備能夠互聯(lián)互通。

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一、車載以太網(wǎng)概述n

車載以太網(wǎng)的演進(jìn)過(guò)程星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)管理方便，極易擴(kuò)展，安裝維護(hù)成本低，但由于要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作其核心節(jié)點(diǎn)，對(duì)核心設(shè)備的負(fù)擔(dān)較重，可靠性要求高。菊花鏈型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)菊花鏈型結(jié)構(gòu)由星型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，通過(guò)菊花鏈或串行的方式增加下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，容易擴(kuò)展，各站點(diǎn)可以分布處理，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān)相對(duì)較輕。樹(shù)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)樹(shù)型結(jié)構(gòu)結(jié)合了星型和菊花鏈型的優(yōu)點(diǎn)，在汽車網(wǎng)絡(luò)中權(quán)衡了良好的分布處理性能和安裝維護(hù)成本。n

車載以太網(wǎng)的非總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、車載以太網(wǎng)的組成2

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二、車載以太網(wǎng)的組成n車載以太網(wǎng)支持的IEEE標(biāo)準(zhǔn)介紹了車載以太網(wǎng)對(duì)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的支持情況，說(shuō)明

了其在車載網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)。探討了車載以太網(wǎng)對(duì)IEEE802.1Q標(biāo)準(zhǔn)的支持，說(shuō)明了這一標(biāo)準(zhǔn)在車載網(wǎng)絡(luò)中的作

用和重要性。分析了車載以太網(wǎng)如何將IEEE802.3和IEEE802.1Q標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)更高效、

可靠的車載網(wǎng)絡(luò)通信。車載以太網(wǎng)兼容的

IEEE

802.1Q標(biāo)準(zhǔn)車載以太網(wǎng)支持的

IEEE

802.3標(biāo)準(zhǔn)車載以太網(wǎng)與IEEE標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合應(yīng)用介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)概述MAC是車載以太網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備的通信。MAC在車載以太網(wǎng)中的作用MAC作為車載以太網(wǎng)的核心，保證了車輛內(nèi)部各種信息的實(shí)時(shí)傳輸和處理，提高了整車的智能化水平。MAC的主要功能MAC通過(guò)控制和分配網(wǎng)絡(luò)資源，確保車載以太網(wǎng)中各設(shè)備之間的高效、穩(wěn)定通信。二、車載以太網(wǎng)的組成n

介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)

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二、車載以太網(wǎng)的組成n物理接口收發(fā)器(PHY)車載以太網(wǎng)的物理接口收發(fā)器通過(guò)一對(duì)非屏蔽或屏蔽雙絞線連接，滿足EMC要求，并采用

了PAM-3調(diào)制。車載以太網(wǎng)的物理接口收發(fā)器采用全雙工通信方式，信

號(hào)帶寬為66.7MHz，電平在-1V和+1V之間。車載以太網(wǎng)物理接口

收發(fā)器的連接方式車載以太網(wǎng)的物理接口收發(fā)器(PHY)是連接車載以太

網(wǎng)與實(shí)際通信線路的關(guān)鍵組件。車載以太網(wǎng)物理接

口收發(fā)器概述車載以太網(wǎng)物理接

口收發(fā)器的特性二、車載以太網(wǎng)的組成n車載以太網(wǎng)延用了100Base-T1接口以滿足EMC要求，只通過(guò)1對(duì)非屏蔽或屏蔽雙絞線

連接，信號(hào)帶寬為66.7MHz，采用PAM-3調(diào)制，差分信號(hào)電平在-1V和+1V之間支持SOME/IP、HTTP

、

StreamMediaService

(流

媒體服務(wù))等協(xié)議采用IEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)，兼容