大眾汽車(chē)autouni技術(shù)電氣系統(tǒng)elektrik v lawrenz hannibal bus char

車(chē)輛總線系統(tǒng)引圖2-4-1：車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第1頁(yè)，共13圖2-4-2所示為當(dāng)前及未來(lái)一些重要的總線系統(tǒng)嵌入式控多CAN-CAN-嵌入式控多CAN-CAN-每個(gè)節(jié)點(diǎn)的相對(duì)通信成圖2-4-2：車(chē)輛總線系統(tǒng)目前ISO開(kāi)發(fā)的OSI層模型用作數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)和準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。因此這里也將簡(jiǎn)單介紹。OSI模型共將數(shù)據(jù)通信分為七層。其中可能存在空層，以避免簡(jiǎn)單協(xié)議的不必要膨脹。具備實(shí)時(shí)功能的協(xié)議必須盡可能的小巧、免費(fèi)，并能根據(jù)ISO/OSI參考模型加以詳細(xì)c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第2頁(yè)，共13物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層 該原理類(lèi)似于在口譯員幫助下進(jìn)行。邏輯上雙方相互交流，但實(shí)際上則是通過(guò)各自的口譯員c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第3頁(yè)，共13 應(yīng)用層 A類(lèi)：速率低于20kbit/s，如B類(lèi)：速率在20kbit/s至100kbit/s之間，如C類(lèi)：速率在100kbit/s至1mbit/s之間，如LIN(本地互連網(wǎng)絡(luò)LIN總線系統(tǒng)是目前常用的總線系統(tǒng)中的一種。其設(shè)計(jì)用作通用低成本現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。無(wú)論其性能、應(yīng)用范圍，還是成本都低于CAN。用于在不需要CAN總線的帶寬和性能時(shí)實(shí)現(xiàn)智能傳感器和執(zhí)行器的低成本通信。LIN是作為一個(gè)整體的開(kāi)發(fā)方案而考慮的。這種規(guī)范不僅局限于傳輸協(xié)議，也規(guī)定了開(kāi)發(fā)工具的應(yīng)用范圍和接口1。LIN主要用于車(chē)門(mén)模塊、座椅調(diào)節(jié)、方向盤(pán)控制、空調(diào)控制或滑動(dòng)天1規(guī)范包括三部分和作為硬件和應(yīng)用層之間的接口的“LINAPI”c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第4頁(yè)，共13LIN是單主/多從系統(tǒng)。主節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn)不必獲知系統(tǒng)配置。因此，無(wú)需改變從節(jié)點(diǎn)即可ID8位總體來(lái)說(shuō)，LIN總線系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)的傳輸系統(tǒng)，尤其非常適合作為子網(wǎng)用于車(chē)輛中簡(jiǎn)單CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)這一章簡(jiǎn)單介紹博世公司指定的CAN協(xié)議CAN的首次實(shí)現(xiàn)是90年代同時(shí)，CAN用戶組織CiA（CAN-in-Automation）支持CAN協(xié)議的進(jìn)一步推廣，尤其是更高的協(xié)議層CAL和基于此的CANopen1。CAN規(guī)范了ISO/OSI參考模型的下兩層，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了最高1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸。低速的傳輸速率為500kbit/s，主要用于驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)的通信。1CAL1CAL（CAN應(yīng)用層）是第7層，是CAN協(xié)議的擴(kuò)展。包括應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)管理的規(guī)范。此外通過(guò)或 及亞洲推行的DeviceNet的實(shí)施，基于CAN的網(wǎng)絡(luò)將得到跨制造商的整合和應(yīng)用c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第5頁(yè)，共1311260...6416ACK27圖2-4-4：2.0A格式的CAN數(shù)據(jù)幀優(yōu)先級(jí)的信息贏得無(wú)仲裁2。沒(méi)有贏得本次仲裁的信息可在下一個(gè)周期時(shí)再次嘗試獲取總線的機(jī)會(huì)。物理上，CAN使用NRZ編碼3，且在五個(gè)相同的位后通過(guò)位填充改變電平以達(dá)到同步的目的。一旦錯(cuò)誤幀這個(gè)編碼就可以簡(jiǎn)單地加以識(shí)別。CAN的錯(cuò)誤識(shí)別包含這樣一種可能：在識(shí)別到錯(cuò)誤時(shí)控制單元可以確定是否其本身造12.0A規(guī)定一個(gè)11位標(biāo)識(shí)符。2.0B則是一個(gè)29位標(biāo)識(shí)符。實(shí)際應(yīng)用中歐洲主要使用11位標(biāo)識(shí)符。但大多數(shù)控制器理解和支持兩種格式。2.0A格式的幀也可以在2.0B網(wǎng)絡(luò)中傳輸 為進(jìn)行仲裁，每個(gè)需要發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)都將其標(biāo)識(shí)符寫(xiě)在總線上，同時(shí)實(shí)際值。一旦總線上的位和送的位之間存在差異，傳輸中斷。如果節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)隱性位（邏輯值為1”，而較高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)因其標(biāo)識(shí)符較低同時(shí)發(fā)送一個(gè)顯性位（邏輯值為“”，則會(huì)。3對(duì)于NRZ編碼（不歸零），電平在整個(gè)位時(shí)間內(nèi)為常數(shù)。c&sc&sgroup，LawrenzMarcoHannibal2003節(jié)選–613目前，CAN是主要在汽車(chē)工業(yè)廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。但是其不具備實(shí)時(shí)功能且數(shù)據(jù)傳輸因此現(xiàn)在開(kāi)始擴(kuò)展CAN協(xié)議缺少的特性。以TTCAN的形式CAN通用的仲裁原則分配總線?？紤]到靈活性，多個(gè)時(shí)間窗分別首先構(gòu)成一個(gè)“基本周在TTCAN中，同步是由一個(gè)定期發(fā)送同步信息的時(shí)間主控制器 （導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸MOSTMOSTCooperation2定義的標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)低成本點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，用于車(chē)輛上的多數(shù)據(jù)傳輸。MOST提供了一個(gè)再多個(gè)方面都十分靈活的結(jié)構(gòu)。傳輸率達(dá)到24.8Mbps時(shí)最多可連接64個(gè)即插即用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。這包括第一項(xiàng)限制，即未壓縮晰流的傳輸。但是可1數(shù)目取決于實(shí)時(shí)性要求和221998c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003 節(jié)選–第7頁(yè)，共13 .de為此，根據(jù)準(zhǔn)可以使用高達(dá)15個(gè)未壓縮音頻或MPEG-1通道和一些MPEG-2通另一個(gè)特點(diǎn)是靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所有常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，如星形、環(huán)形、雙環(huán)形或樹(shù)形，MOT物理層面上，MOT規(guī)范了光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。數(shù)據(jù)傳輸以多要求為準(zhǔn)。數(shù)據(jù)源到接收方的方向上的帶寬利用率非常高，而控制信息的反向通道對(duì)帶寬的要求則很小。由此分別生多數(shù)同幀和制據(jù)異幀。前（4位邊界（4位同步通時(shí)異步傳輸可控制（2字節(jié)幀控制和狀態(tài)（7位校驗(yàn)（1位圖2-4-5：MOST數(shù)據(jù)傳輸幀要在下一章中介紹的IEEE1394（火線）加入到了車(chē)用總線的競(jìng)爭(zhēng)中。1995年由電氣和電子工程師（IEEE）IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)主要以蘋(píng)果的開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)1。1IEEE1394也稱(chēng)I.LINK（索尼）和火線（蘋(píng)果c&sc&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003813 .deIEEE1394支持異步和同步數(shù)據(jù)傳輸。傳輸被稱(chēng)為傳輸行為，包括、寫(xiě)入和鎖定三種。接收傳入的數(shù)據(jù)，寫(xiě)入發(fā)送數(shù)據(jù)到一個(gè)。鎖定行為通過(guò)向發(fā)送于異步傳輸，100μs用于同步傳輸。異步傳輸是雙向的，使用64位尋址，其中10位為總線ID，6位為節(jié)點(diǎn)ID，還有48位為內(nèi)存地址。圖2-4-6所示為傳輸目標(biāo) 節(jié)點(diǎn)的復(fù)合名稱(chēng)。（傳輸行為的：信息發(fā)起者確定的標(biāo)識(shí)符。 Tcode（傳輸行為代碼：確定傳輸行為的類(lèi)型。 只在母板1類(lèi)型中使用源 表明數(shù)據(jù)包的發(fā)送者目標(biāo)偏移 指定地址空間中的目標(biāo)地址數(shù)據(jù)包的類(lèi)型數(shù)據(jù)：顯示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。標(biāo)頭 對(duì)報(bào)文標(biāo)頭進(jìn)行CRC校驗(yàn)1母板是類(lèi)似計(jì)算機(jī)主板的電路板，調(diào)節(jié)信號(hào)流，通過(guò)插頭連接IEEE1394設(shè)備。這種方法主要用于工c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第9頁(yè)，共13可選數(shù)據(jù) 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可選數(shù)據(jù) 特殊的數(shù)據(jù)格式。 傳輸行為代碼 確定傳輸行為的類(lèi)型 用戶段標(biāo)頭 數(shù)據(jù)塊 要轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 6位通道編號(hào)。既不能校正字段，也不能重新傳輸。因此，該模式主要用于時(shí)序要求嚴(yán)格的數(shù)據(jù)，如流和音頻流。總線的仲裁以節(jié)點(diǎn)ID為基礎(chǔ)。ID較高的節(jié)點(diǎn)贏得仲裁。但是存在一個(gè)“區(qū)間”，期間每個(gè)異步傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)都可進(jìn)行一次總線。物理層面上，IEEE1394以帶附加頻閃信號(hào)的NRZ編碼為基礎(chǔ)。每次IEEE1394總線復(fù)位1時(shí)，系統(tǒng)中現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并自動(dòng)重新建立。同IEEE139463100Mb/s、200Mb/s400Mb/s的傳輸率，3.2Gb/s尚在開(kāi)發(fā) 不僅在系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，添加或刪除設(shè)備時(shí)也會(huì)觸發(fā)重置c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第10頁(yè)，共13因此，IEEE1394最適合多數(shù)據(jù)的傳輸未來(lái)的“線控”技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)出對(duì)于實(shí)時(shí)容錯(cuò)高速通信的需求，這是當(dāng)前任何一款可用的通信協(xié)議都的。FlexRay實(shí)際上是ByteflightTTP/C協(xié)議的結(jié)合1允許異步和同步運(yùn)行。借助任意的、部分冗余的結(jié)構(gòu)提高故障安全性。圖2-4-7所示為完全冗余的FlexRay網(wǎng)絡(luò)，具有一個(gè)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的總線結(jié)構(gòu)。但是同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了有源圖2-4-7：冗余的FlexRay總線Flexray額定傳輸速率最高為10Mbit/s，網(wǎng)絡(luò)配置最高64個(gè)節(jié)1由于本文的內(nèi)容不涉及這兩項(xiàng)協(xié)議，請(qǐng)?jiān)诰W(wǎng)絡(luò)上查閱相關(guān)信息 c&sgroup，Lawrenz–MarcoHannibal2003年節(jié)選–第11頁(yè)，共13IDTDMA方法進(jìn)行，以全球時(shí)基的精確時(shí)鐘同步為前提。在靜信息幀見(jiàn)圖2-4-8幀長(zhǎng)標(biāo)周數(shù)41271位960…246字24圖2-4-8：FlexRay信息幀c&sgroup，Lawrenz–Marco