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详解LIN/CAN/FlexRay/MOST四大轿车总线

随着新能源汽车列入国家加快培育和发展的七大战略性新兴产业,汽车的智能化、数字网络化、节能化成了汽车发展的大方向。汽车总线是实现数字网络化的基础,本文将和大家聊聊当今汽车三大总线,CAN、LIN、F

  跟着新能源轿车列入国家加速培养和开展的七大战略性新兴产业,轿车的智能化、数字网络化、节能化成了轿车开展的大方向。轿车总线是完结数字网络化的根底,本文将和咱们聊聊当今轿车三大总线,CAN、LIN、Flexray。

  今日,社会进入了信息网络时代,人们期望轿车不只仅是一种代步东西,更期望在轿车是日子及作业范围的一种延伸,在轿车上就像呆在自己的办公室和家里相同,能够打电话、上网、文娱、作业。

  功用的增多也使得轿车上的电子设备数量急剧添加,各种轿车总线也应运而生。咱们最了解的轿车总线是CAN,关于LIN和Flexray咱们或许还有点生疏。那么接下来,就为咱们介绍一下这四种轿车总线。

  车用总线便是车载网络中底层的车用设备或车用外表互联的通讯网络。现在,有四种干流的车用总线:CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线。

  用一张表格来阐明各种总线的差异

    

  一、轿车总线的诞生

  轿车总线的诞生离不开轿车电子的开展。轿车电子化的程度也被看作是衡量现代轿车水平的重要标志。传统的轿车电子大多选用点对点的单一通讯办法,相互之间罕见联络,这样必然会构成巨大的布线体系。据统计,一辆选用传统布线办法的高级轿车中,其导线长度可达2000米,电气节点可达1500个,并且该数字大约每10年就将添加1倍。

  这进一步加重了粗大的线束与轿车上有限的可用空间之间的对立。不管从材料本钱仍是作业效率看,传统布线办法都不能习惯现代轿车的开展。别的,为了满意各电子体系的实时性要求,须对轿车公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板方位等信息)实施同享,而每个操控单元对实时性的要求又各不相同。因而,传统的电气网络已无法习惯现代轿车电子体系的开展,所以新式轿车总线技能便应运而生。

  二、CAN总线

  CAN总线又称作轿车总线,全称为“操控器局域网(Controller Area Network)”,是一种能有用支撑分布式操控和实时操控的串行通讯网络。它将各个单一的操控单元以某种方法(多为星形)衔接起来,构成一个完好的体系。

  CAN总线最早是德国Bosch公司为处理现代轿车中许多的电控模块(ECU)之间的数据交流而开发的一种串行通讯协议。如今在轿车电子体系中已得到广泛运用,成为欧洲轿车制造业的主体行业规范,代表着轿车电子操控网络的干流开展趋势。

    

  世界上许多闻名的轿车制造厂商,如Volkswagen(群众)、Benz(奔跑)、BMW(宝马)、Porsche(保时捷)、Rolls.Royce(劳斯莱斯)等公司都现已选用CAN总线来完结轿车内部操控体系的数据通讯。

  三、LIN总线

  LIN是由摩托罗拉(Motorola)与奥迪(Audi)等知名企业联手推出的一种新式低本钱的开放式串行通讯协议,首要用于车内分布式电控体系,尤其是面向智能传感器或执行器的数字化通讯场合。首要运用于电动门窗、座椅调理、灯火照明等操控。

  典型的LIN网络的节点数能够抵达12个。以门窗操控为例,在车门上有门锁、车窗玻璃开关、车窗升降电机、操作按钮等,只需要1个LIN网络就能够把它们连为一体。而经过CAN网关,LIN网络还能够和轿车其他体系进行信息交流,完结更丰厚的功用。现在LIN现已成为国际规范,被大多数轿车制造商和零部件生产商所承受。

  LIN相关于CAN的本钱节省首要是因为选用单线传输、硅片中硬件或软件的低完本钱钱和无需在隶属节点中运用石英或陶瓷谐振器。这些长处是以较低的带宽和受限制的单宿主总线拜访办法为价值的。

  LIN包括一个宿主节点和一个或多个隶属节点。一切节点都包括一个被分解为发送和接纳使命的隶属通讯使命,而宿主节点还包括一个附加的宿主发送使命。在实时LIN中,通讯总是由宿主使命建议的。

  四、Flexray总线

  FlexRay总线是由宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司一起拟定的一种新式通讯规范,专为车内联网而规划,选用根据时刻触发机制,具有高带宽、容错性能好等特色,在实时性、牢靠性和灵活性方面具有必定的优势。

  Flexray是一种用于轿车的高速的、可确定性的,具有毛病容错才能的总线技能,它将事情触发和时刻触发两种办法相结合,具有高效的网络利用率和体系灵活性特色,能够作为新一代轿车内部网络的骨干网络。

  Flexray能够运用在无源总线和星形网络拓扑结构中,也能够运用在两者的组合拓扑结构中。这两种拓扑均支撑双通道ECU,这种ECU集成多个体系级功用,以节省生产本钱并下降复杂性。双通道架构供给冗余功用,并使可用带宽翻了一番。每个通道的最大数据传输率抵达10Mbps。现在Flexray首要运用于事关安全的线控体系和动力体系,在宝马的高端车上有运用。

  宝马公司在07款X5系列车型的电子操控减震器体系中初次运用了FlexRay技能。此款车选用根据飞思卡尔的微操控器和恩智浦的收发器,能够监督有关车辆速度、纵向和横向加速度、方向盘视点、车身和轮胎加速度及行进高度的数据,完结了更好的乘坐舒适性以及驾驭时的安全性和高速呼应性,此外还将施加给轮胎的负荷变化以及底盘的振荡均减至最小。

    

  五、MOST总线

  MOST 是一种专门针对车内运用而开发的、服 务于多媒体运用的数据总线技能。 MOST 标明“多媒体传输体系”。

  自从宝马7系列轿车初次选用MOST(面向媒体的体系传输总线)技能以来,近几年该技能的遍及速度日新月异,完结实时传输声响、视频,以满意高端轿车文娱设备的需求;能够用在车载摄像头号行车体系

  MOST总线特色:

  (1) 确保低本钱的条件下,能够抵达24. 8 Mbit/s的数据传输速度。

  (2) 不管是否有主控计算机都能够作业。

  (3) 支撑声响和紧缩图画的实时处理。

  (4) 支撑数据的同步和异步传输。

  (5) 发送/接纳器嵌有虚拟网络办理体系。

  (6) 支撑多种网络衔接办法,供给MOST设备规范,便利、简练地运用体系界面。

  (7) 经过选用MOST,不只能够减轻衔接各部件的线束的质量、下降噪声,并且能够减轻体系开发技能人员的担负,终究在用户处完结各种设备的集中操控。

  (8) 光纤网络不会遭到电磁辐射搅扰与搭铁环的影响。

  MOST总线网络应于多媒体

  各操控单元之间经过一个环形数据总线衔接,该总线只向一个方向传输数据,这意味着一个操控单元总是具有2根光纤,一根用于发射机,另一根用于接纳机。

  MOST总线选用环形网络结构

  光导纤维插头:光纤运用专门的光学插头与操控单元衔接。插头上的一个信号方向箭头标明(至接纳机的)输入端,插头外壳构成与操控单元的衔接。光信号经过由光导纤维导线和光导插头进入操控单元或传往下一个总线用户。

    

  MOST总线操控单元结构示意图

  操控单元电源模块:由电气插头送入的电再由内部供电设备分送到各个部件,这样就可独自封闭操控单元内某一部件,然后下降了静态电流。

  收发单元一光导发射器(FOT):该设备由一个光电二极管和一个发光二极管构成,抵达的光信号由光电二极管转换成电压信号后传至MOST收发机。

  MOST收发器:MOST收发器由发射机和接纳机两个部件组成。

  操控单元(ECU):操控单元(ECU)的内部有一个微处理器,用于操作操控单元的一切基本功用。

  专用部件:这些部件用于操控某些专用功用,如CD播放机和收音机调谐器。

    

  MOST总线光纤拉线图

  MOST 总 线利用光脉冲传输数据。MOST 总线选用环形 结构。在环形总线内只能朝着一个方向传输数 据。

  MOST的传输技能近似于大众交流式电话网络(Public Switched Telephone Network;PSTN),有着数据信道(Data Channel)与操控信道(Control Channel)的规划界说,操控信道即用来设定怎么运用与收发数据信道。 一旦设定完结,材料就会继续地从发送处流向接纳处,过程中不必再有进一步的封包处理程序,将运作机制如此规划,最适合用于实时性消息、视讯串流传输。

  MOST在制订上彻底符合ISO/OSI的7层数据通讯协议参阅模型,而在网线衔接上MOST选用环状拓朴,不过在更具苛刻要求的传控运用上,MOST也答应改采星状(亦称放射状)或双环状的衔接组态,此外每套MOST传控网络答应最多达64个的设备(节点)衔接。

  六、总结

  CAN作为一种牢靠的轿车总线现已广泛的运用在了高级轿车上,LIN作为CAN的弥补,也已成为国际规范。而比CAN还要先进的Flexray更是开展迅速。轿车总线的开展现已势不可挡。

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