车载网络系统(汽车电子控制技术)概述.ppt
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汽车电子控制技术;第10章 车载网络系统;第10章 车载网络系统;表10-1 主要车载网络;10.1.2 车载网络基础知识;图10-1 数据总线传输示意图; (3)模块/节点是一种电子装置,如温度、压力传感器,传感器是一个模块装置,根据温度和压力的不同将产生不同的电压信号,这些电压信号在数字装置的输入接口被转变成数字信号,在计算机多路传输系统中的控制单元模块被称为节点。
(4)局域网的拓扑结构是网络的物理连接方式,局域网多用总线型方式,如图10-3所示,所有入网计算机通过分接头接入到一条载波传输线上,信道利用率较高,但同一时刻只能有两处网络节点在相互通信,网络延伸距离有限,网络容纳节点数有限,适用于传输距离较短、地域有限的组网环境。; (5)链路是指网络信息传输的媒体,分为有线和无线两种类型,目前汽车上使用的大多数链路都是有线网络,通常???于局域网的传输媒体有:双绞线、同轴电缆和光纤。
(6)数据帧是指为了可靠地传输数据,通常将原始数据分割成一定长度的数据单元,数据单元即称为数据帧,一帧数据内应包括同步信号、错误控制、流量控制、控制信息、数据信息、寻址信息等。
(7)传输协议具有三要素,分别规定了通信信息帧的格式,通信信息帧的数据和控制信息,确定事件传输的顺序以及速度匹配;并且还具有差错监测和纠正、分块和重装、排序、流量控制功能得功能。
(8)传输仲裁是指当出现数个使用者同时申请利用总线发送信息时,传输仲裁是用于避免发生数据冲突的机构。仲裁可保证信息按其重要程度来发送。; (9)车载网络分类和协议标准包括以下内容:
1)A类总线协议标准大部分采用UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)标准,A类目前首选的标准是LIN。
2)B类总线协议标准是CAN总线,CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。
3)高速总线系统协议标准包括C类总线协议标准、安全总线和标准、X-by-Wire总线协议标准三类标准。
① C类总线协议标准。欧洲的汽车制造商基本上采用高速通信的CAN总线标准IS011898;在货车及其拖车、大客车、建筑设备以及农业设备上的使用的总线协议标准是J1939,它是用来支持分布在车辆各个不同位置的电控单元之间实现实时闭环控制功能的高速通信标准;通用公司使用其专属的GM LAN总线标准,它是一种基于CAN的传输速率为500?Kb/s的通信标准。
② 安全总线和标准。安全总线主要用于安全气囊系统,以连接加速度计、安全传感器等装置,为被动安全提供保障。
③ X-by-Wire总线协议标准。X-by-Wire称为电传控制,这一类总线标准主要有TTP、
Byteflight、FlexRay。; (10)车载网络传输的基本原理 车载网络系统由多个控制单元组成,控制单元通过收发器(发射/接收放大器)并联在总线导线上,所有控制单元的地位均相同,也称之为多主机结构,如图10-4所示,数据交换是按顺序连续完成的。 ; 数据总线是车内电子装置中的一个独立系统,用于在连接的控制单元之间进行数据交换,如果数据传输总线系统出现故障,故障就会存入相应的控制单元故障存储器内,可以用诊断仪读出这些故障。控制单元拥有自诊断功能,通过自诊断功能,还可识别出与数据传输总线相关的故障。诊断仪读出数据传输总线故障记录后,可按这些数据准确地查寻故障,控制单元内的故障记录用于初步确定故障,还可用于读出排除故障后的无故障说明。
车载网络的网关具备从一个网络协议到另一个网络协议转换信息的能力,由于电压电平和电阻配置不同,因此在不同类型的数据总线之间无法进行直接耦合连接。另外,各种数据总线的传输速率是不同的,决定了它们无法使用相同的信号。这时需要在这两个系统之间完成一个转换,这个转换过程是通过所谓的网关来实现的。根据车辆的不同,网关可能安装在组合仪表内、车上供电控制单元内或在自己的网关控制单元内。由于通过各种数据传输总线的所有信息都供网关使用,因此网关也用作诊断接口。
数据总线原则上用一条导线就足以满足功能要求了,但通常总线系统上还是配备了第二条导线,信号在第二条导线上按相反顺序传送的,可有效抑制外部干扰。 ;10.2 控制器局域网; CAN芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时网上的其它节点处于接收状态,每个处于接收状态的节点对接收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否接收它。由于CAN总线是一种面向内容的编址方案,因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置,可以很容易地在CAN 总线中加进一
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