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數(shù)據(jù)總線(xiàn)是指模塊間運(yùn)行數(shù)據(jù)的通道，模塊可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)總線(xiàn)稱(chēng)為雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)，即所謂的信息高速公路，如圖1所示，汽車(chē)上的信息高速公路實(shí)際是一條或兩條導(dǎo)線(xiàn)，為了對(duì)抗電子干擾，雙線(xiàn)制數(shù)據(jù)總線(xiàn)的兩條線(xiàn)(圖2)是絞在一起的。

 

圖1

 

圖2

 

汽車(chē)中的電子部件越來(lái)越多，光是ECU就有幾十個(gè)，這么多的電子單元都要進(jìn)行信息交互。傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求，因此必須要采用先進(jìn)的總線(xiàn)技術(shù)。

 

車(chē)用總線(xiàn)就是車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中底層的車(chē)用設(shè)備或車(chē)用儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)。目前，有四種主流的車(chē)用總線(xiàn)：CAN總線(xiàn)、LIN總線(xiàn)、F lexRay總線(xiàn)和MOST總線(xiàn)。

 

一般這四種總線(xiàn)的應(yīng)用如下：

 

 

或者可以形象地說(shuō)：

 

CAN總線(xiàn)是中堅(jiān)，LIN是CAN的副手，F(xiàn)lexRay是未來(lái)的希望，MOST則負(fù)責(zé)文化事業(yè)。這四種總線(xiàn)將在未來(lái)繼續(xù)大放異彩。下面我就一一簡(jiǎn)單介紹這四大總成線(xiàn)。

 

FlexRay

 

FlexRay車(chē)載網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為同類(lèi)產(chǎn)品的基準(zhǔn)，將在未來(lái)很多年內(nèi)，引導(dǎo)整個(gè)汽車(chē)電子產(chǎn)品控制結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。FlexRay是繼CAN 和LIN之后的最新研發(fā)成果，可以有效管理多重安全和舒適功能。

 

FlexRay是戴姆勒克萊斯勒公司的注冊(cè)商標(biāo)。FlexRay聯(lián)盟(FlexRay Consortium)推進(jìn)了FlexRay的標(biāo)準(zhǔn)化，使之成為了新一代汽車(chē)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。FlexRay關(guān)注的是當(dāng)今汽車(chē)行業(yè)的一些核心需求，包括更快的數(shù)據(jù)速率，更靈活的數(shù)據(jù)通信，更全面的拓?fù)溥x擇和容錯(cuò)運(yùn)算。

 

因此，F(xiàn)lexRay可以為下一代的車(chē)內(nèi)控制系統(tǒng)提供所需的速度和可靠性。CAN網(wǎng)絡(luò)最高性能極限為1Mbps。LIN和K-LINE分枝網(wǎng)絡(luò)最高性能極限為20Kbit/s。而FlexRay兩個(gè)信道上的數(shù)據(jù)速率最大可達(dá)到10Mbps,總數(shù)據(jù)速率可達(dá)到20Mbit/秒，因此，應(yīng)用在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)lexRay 的網(wǎng)絡(luò)帶寬可能是CAN的20倍之多。

 

FlexRay不僅可以像CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)這樣的單信道系統(tǒng)一般運(yùn)行，而且還可以作為一個(gè)雙信道系統(tǒng)運(yùn)行。雙信道系統(tǒng)可以通過(guò)冗余網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)——這也是高可靠系統(tǒng)的一項(xiàng)重要性能。

 

FlexRay 導(dǎo)線(xiàn)控制應(yīng)用的例子包括：

 

● 線(xiàn)控操作轉(zhuǎn)向-典型的是使用電子控制單元

● 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)-包括車(chē)輛穩(wěn)定控制(VSC)和車(chē)輛穩(wěn)定助手(VSA)

 

FlexRay 節(jié)點(diǎn)運(yùn)算

 

每個(gè)FlexRay節(jié)點(diǎn)都包括一個(gè)控制器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器部件?？刂破鞑考ㄒ粋€(gè)主機(jī)處理器和一個(gè)通信控制器。驅(qū)動(dòng)器部件通常包括總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器和總線(xiàn)監(jiān)控器(可選擇)?？偩€(xiàn)驅(qū)動(dòng)器將通信控制器與總線(xiàn)相連接，總線(xiàn)監(jiān)控器監(jiān)視接入總線(xiàn)的連接。主機(jī)通知總線(xiàn)監(jiān)控器通信控制器分配了那些時(shí)槽。接下來(lái)，總線(xiàn)監(jiān)控器只允許通信控制器在這些時(shí)槽中傳輸數(shù)據(jù)，并激活總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器。若總線(xiàn)監(jiān)控器發(fā)現(xiàn)時(shí)間時(shí)序有間隔，則斷開(kāi)通信信道的連接。

 

FlexRay的節(jié)點(diǎn)有幾個(gè)基本的運(yùn)行狀態(tài)：

 

● 配置狀態(tài)(默認(rèn)配置/配置)-用于各種初始化設(shè)置，包括通信周期和數(shù)據(jù)速率

● 就緒狀態(tài)-用于進(jìn)行內(nèi)部的通信設(shè)置

● 喚醒狀態(tài)-用于喚醒沒(méi)有在通信的節(jié)點(diǎn)。在該狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)向另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒信號(hào)，喚醒并激活總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器、通信控制器、和總線(xiàn)監(jiān)控器。

● 啟動(dòng)狀態(tài)-用于啟動(dòng)時(shí)鐘同步，并為通信做準(zhǔn)備。

● 正常狀態(tài)(主動(dòng)/被動(dòng))-可以進(jìn)行通信的狀態(tài)

● 中斷狀態(tài)-表明通信中斷

 

經(jīng)過(guò)數(shù)年的改進(jìn)，F(xiàn)lexRay網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟，BMW已經(jīng)在X5中有5個(gè)ECU(電控減震、主控懸吊系統(tǒng)等)應(yīng)用了FlexRay，在下一代產(chǎn)品中將有16ECU予以應(yīng)用。

 

CAN總線(xiàn)

 

CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerArea Network, CAN)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由以研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著稱(chēng)的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 11898)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。在北美和西歐，CAN總線(xiàn)協(xié)議已經(jīng)成為汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專(zhuān)為大型貨車(chē)和重工機(jī)械車(chē)輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。

 

CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備等方面。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)為分布式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通信提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

 

CAN總線(xiàn)優(yōu)勢(shì)

 

CAN屬于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的范疇，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。較之許多RS-485基于R線(xiàn)構(gòu)建的分布式控制系統(tǒng)而言，基于CAN總線(xiàn)的分布式控制系統(tǒng)在以下方面具有明顯的優(yōu)越性：

 

網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)

 

首先，CAN控制器工作于多種方式，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)都可根據(jù)總線(xiàn)訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)(取決于報(bào)文標(biāo)識(shí)符)采用無(wú)損結(jié)構(gòu)的逐位仲裁的方式競(jìng)爭(zhēng)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)，且CAN協(xié)議廢除了站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，這可使不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收到相同的數(shù)據(jù)，這些特點(diǎn)使得CAN總線(xiàn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。而利用RS-485只能構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，通信方式也只能以主站輪詢(xún)的方式進(jìn)行，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性較差;

 

開(kāi)發(fā)周期短

 

CAN總線(xiàn)通過(guò)CAN收發(fā)器接口芯片82C250的兩個(gè)輸出端CANH和CANL與物理總線(xiàn)相連，而CANH端的狀態(tài)只能是高電平或懸浮狀態(tài)，CANL端只能是低電平或懸浮狀態(tài)。這就保證不會(huì)在出現(xiàn)在RS-485網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)象，即當(dāng)系統(tǒng)有錯(cuò)誤，出現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，導(dǎo)致總線(xiàn)呈現(xiàn)短路，從而損壞某些節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象。而且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線(xiàn)上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響，從而保證不會(huì)出現(xiàn)像在網(wǎng)絡(luò)中，因個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，使得總線(xiàn)處于“死鎖”狀態(tài)。而且，CAN具有的完善的通信協(xié)議可由CAN控制器芯片及其接口芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而大大降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度，縮短了開(kāi)發(fā)周期，這些是僅有電氣協(xié)議的RS-485所無(wú)法比擬的。

 

已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)

 

另外，與其它現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)比較而言，CAN總線(xiàn)是具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性?xún)r(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。這些也是CAN總線(xiàn)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，具有強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要原因。

 

最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一

 

CAN 即控制器局域網(wǎng)絡(luò)，屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的范疇。與一般的通信總線(xiàn)相比,CAN總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。由于其良好的性能及獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線(xiàn)越來(lái)越受到人們的重視。它在汽車(chē)領(lǐng)域上的應(yīng)用是最廣泛的，世界上一些著名的汽車(chē)制造廠商都采用了CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，由于CAN總線(xiàn)本身的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已不再局限于汽車(chē)行業(yè)，而向自動(dòng)控制、航空航天、航海、過(guò)程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械及傳感器等領(lǐng)域發(fā)展。CAN已經(jīng)形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并已被公認(rèn)為幾種最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。其典型的應(yīng)用協(xié)議有：SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。

 

CAN總線(xiàn)特點(diǎn)

 

它是一種多主總線(xiàn)，通信介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)、同軸電纜或光導(dǎo)纖維。通信速率最高可達(dá)1Mbps。

 

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

只有2根線(xiàn)與外部相連，并且內(nèi)部集成了錯(cuò)誤探測(cè)和管理模塊。

 

傳輸距離和速率

 

CAN總線(xiàn)特點(diǎn)：(1) 數(shù)據(jù)通信沒(méi)有主從之分，任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以向任何其他(一個(gè)或多個(gè))節(jié)點(diǎn)發(fā)起數(shù)據(jù)通信，靠各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息優(yōu)先級(jí)先后順序來(lái)決定通信次序，高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)信息在134μs通信; (2) 多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起通信時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的避讓優(yōu)先級(jí)高的，不會(huì)對(duì)通信線(xiàn)路造成擁塞; (3) 通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM(速率低于5Kbps)速率可達(dá)到1Mbps(通信距離小于40M);(4) CAN總線(xiàn)傳輸介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)，同軸電纜。CAN總線(xiàn)適用于大數(shù)據(jù)量短距離通信或者長(zhǎng)距離小數(shù)據(jù)量，實(shí)時(shí)性要求比較高，多主多從或者各個(gè)節(jié)點(diǎn)平等的現(xiàn)場(chǎng)中使用。

 

CAN總線(xiàn)應(yīng)用舉例

 

CAN總線(xiàn)在工控領(lǐng)域主要使用低速-容錯(cuò)CAN即ISO11898-3標(biāo)準(zhǔn)，在汽車(chē)領(lǐng)域常使500Kbps的高速CAN。

 

某進(jìn)口車(chē)型擁有，車(chē)身、舒適、多媒體等多個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，其中車(chē)身控制使用CAN網(wǎng)絡(luò)，舒適使用LIN網(wǎng)絡(luò)，多媒體使用MOST網(wǎng)絡(luò)，以CAN網(wǎng)為主網(wǎng)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、ABS等車(chē)身安全模塊，并將轉(zhuǎn)速、車(chē)速、油溫等共享至全車(chē)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)智能化控制，如高速時(shí)自動(dòng)鎖閉車(chē)門(mén)，安全氣囊彈出時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟車(chē)門(mén)等功能。

 

CAN系統(tǒng)又分為高速和低速，高速CAN系統(tǒng)采用硬線(xiàn)是動(dòng)力型，速度：500kbps，控制ECU、ABS等;低速CAN是舒適型，速度：125Kbps，主要控制儀表、防盜等。
 

CAN總線(xiàn)在汽車(chē)中的應(yīng)用

 

應(yīng)用CAN總線(xiàn)，可以減少車(chē)身布線(xiàn)，進(jìn)一步節(jié)省了成本，由于采用總線(xiàn)技術(shù)，模塊之間的信號(hào)傳遞僅需要兩條信號(hào)線(xiàn)。布線(xiàn)局部化，車(chē)上除掉總線(xiàn)外其他所有橫貫車(chē)身的線(xiàn)都不再需要了，節(jié)省了布線(xiàn)成本。CAN總線(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，CAN總線(xiàn)具有線(xiàn)間干擾小、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。CAN總線(xiàn)專(zhuān)為汽車(chē)量身定做，充分考慮到了汽車(chē)上惡劣工作環(huán)境，比如點(diǎn)火線(xiàn)圈點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大的反充電壓，電渦流緩沖器切斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)100℃左右的高溫。

 

 

隨著安全性能日益受到重視,安全氣囊也將逐漸增多,以前是在駕駛員前面安裝一個(gè),今后側(cè)面與后座都會(huì)安裝安全氣囊,這些氣囊通過(guò)傳感器感受碰撞信號(hào),通過(guò)CAN總線(xiàn)將傳感器信號(hào)傳送到一個(gè)中央處理器內(nèi),控制各安全氣囊的啟動(dòng)彈出動(dòng)作。同時(shí),先進(jìn)的防盜設(shè)計(jì)也正基于CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。首先,確認(rèn)鑰匙合法性的校驗(yàn)信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞,改進(jìn)了加密算法,其校驗(yàn)的信息比以往的防盜系統(tǒng)更豐富;其次,車(chē)鑰匙、防盜控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器相互儲(chǔ)存對(duì)方信息,而且在校驗(yàn)碼中攙雜隨機(jī)碼,無(wú)法進(jìn)行破譯,從而提高防盜系統(tǒng)的安全性。而這些功能的實(shí)現(xiàn)無(wú)一不借助CAN總線(xiàn)來(lái)完成,CAN總線(xiàn)成為汽車(chē)智能化控制的“定海神針”。

 

在現(xiàn)代轎車(chē)的設(shè)計(jì)中,CAN已經(jīng)成為必須采用的裝置。奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃、雷諾等汽車(chē)都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。據(jù)報(bào)道,中國(guó)首輛CAN 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)混合動(dòng)力轎車(chē)已在奇瑞公司試裝成功,并進(jìn)行了初步試運(yùn)行。在上海大眾的帕薩特和POLO汽車(chē)上也開(kāi)始引入了CAN總線(xiàn)技術(shù)。但總的來(lái)說(shuō),目前 CAN總線(xiàn)技術(shù)在我國(guó)汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用尚處于試驗(yàn)和起步階段,絕大部分的汽車(chē)還沒(méi)有采用汽車(chē)總線(xiàn)設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)在技術(shù)、設(shè)計(jì)和應(yīng)用上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)的“深造”勢(shì)在必行。

 

LIN總線(xiàn)

 

LIN總線(xiàn)是針對(duì)汽車(chē)分布式電子系統(tǒng)而定義的一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，是對(duì)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)等其它汽車(chē)多路網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充，適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、性能或容錯(cuò)功能沒(méi)有過(guò)高要求的應(yīng)用。LIN總線(xiàn)是基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式，采用單主控制器/多從設(shè)備的模式，是UART中的一種特殊情況。數(shù)據(jù)傳遞速率為1～20Kb/s，在LIN控制單元的軟件內(nèi)已經(jīng)設(shè)定完畢，該速率最大能達(dá)到舒適CAN數(shù)據(jù)傳遞速率的1/5。

 

LIN總線(xiàn)概況

 

LIN(Local Interconnect Network)是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)中的分布式電子系統(tǒng)控制。LIN 的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)(例如CAN總線(xiàn))提供輔助功能，因此LIN總線(xiàn)是一種輔助的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。在不需要CAN 總線(xiàn)的帶寬和多功能的場(chǎng)合，比如智能傳感器和制動(dòng)裝置之間的通訊使用LIN 總線(xiàn)可大大節(jié)省成本。

 

LIN 技術(shù)規(guī)范中除定義了基本協(xié)議和物理層外還定義了開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用軟件接口。

 

LIN 通訊是基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式，采用單主控制器/多從設(shè)備的模式。僅使用一根12V 信

 

號(hào)總線(xiàn)和一個(gè)無(wú)固定時(shí)間基準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)同步時(shí)鐘線(xiàn)。

 

這種低成本的串行通訊模式和相應(yīng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境已經(jīng)由LIN 協(xié)會(huì)制定成標(biāo)準(zhǔn)。LIN 的標(biāo)準(zhǔn)化將為汽車(chē)制造商以及供應(yīng)商在研發(fā)應(yīng)用操作系統(tǒng)降低成本。

 

LIN總線(xiàn)特性

 

● 低成本：基于通用UART 接口幾乎所有微控制器都具備LIN 必需的硬件;

● 極少的信號(hào)線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9141 規(guī)定;

● 傳輸速率最高可達(dá)20Kbit/s;

● 單主控器/多從設(shè)備模式無(wú)需仲裁機(jī)制;

● 從節(jié)點(diǎn)不需晶振或陶瓷震蕩器就能實(shí)現(xiàn)自同步，節(jié)省了從設(shè)備的硬件成本;

● 保證信號(hào)傳輸?shù)难舆t時(shí)間;

● 不需要改變LIN 從節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件就可以在網(wǎng)絡(luò)上增加節(jié)點(diǎn);

● 通常一個(gè)LIN 網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)數(shù)目小于12 個(gè)共有64 個(gè)標(biāo)志符;

 

LIN總線(xiàn)應(yīng)用

 

典型的LIN 總線(xiàn)應(yīng)用是汽車(chē)中的聯(lián)合裝配單元，如：門(mén)、方向盤(pán)、座椅、空調(diào)、照明燈、濕度傳感器，交流發(fā)電機(jī)等。對(duì)于這些成本比較敏感的單元，LIN 可以使那些機(jī)械元件如智能傳感器、制動(dòng)器或光敏器件得到較廣泛的使用。這些元件可以很容易的連接到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)中并得到十分方便的維護(hù)和服務(wù)。在LIN 實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中通常將模擬信號(hào)量用數(shù)字信號(hào)量所替換，這將使總線(xiàn)性能優(yōu)化。

 

在以下的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)中使用LIN 來(lái)實(shí)現(xiàn)將得到非常完美的效果：

 

車(chē)頂

 

濕度傳感器，光敏傳感器，信號(hào)燈控制，汽車(chē)頂篷

 

車(chē)門(mén)

 

車(chē)窗玻璃，中樞鎖，車(chē)窗玻璃開(kāi)關(guān)，吊窗提手

 

車(chē)門(mén)總線(xiàn)模塊示意圖

 

車(chē)頭

 

傳感器，小電機(jī)

 

方向盤(pán)

 

方向控制開(kāi)關(guān)，擋風(fēng)玻璃上的擦拭裝置，方向燈，無(wú)線(xiàn)電，空調(diào)，座椅，座椅控制電機(jī)，轉(zhuǎn)速傳感器

 

盡管LIN 最初的設(shè)計(jì)目的是用于汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，但LIN 也可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化傳感器總線(xiàn)，大眾消費(fèi)電子產(chǎn)品中。

 

MOST總線(xiàn)

 

MOST (Media Oriented System Transport) 面向媒體的系統(tǒng)傳輸總線(xiàn)，MOST 是汽車(chē)業(yè)合作的成果，而不具備正式的標(biāo)準(zhǔn)。

 

MOST總線(xiàn)產(chǎn)品介紹

 

MOST總線(xiàn)是作為寶馬公司、戴姆勒克萊斯勒(DaimlerChrysler)公司、Harman/Becker公司(音響系統(tǒng)制造商)和 Oasis Silicon Systems公司之間的一項(xiàng)聯(lián)合。其后不久(1998 年),參與各方建立了一個(gè)自主的實(shí)體,即 MOST公司,由它控制總線(xiàn)的定義工作。Oasis公司自己保留對(duì) MOST 命名的權(quán)利。由一家獨(dú)立的測(cè)試機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)產(chǎn)品的認(rèn)證過(guò)程,例如 Ruetz 技術(shù)公司。除了順從性測(cè)試以外,Ruetz公司還為 MOST 總線(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供使用的軟、硬件分析工具,以及 MOST 系統(tǒng)的培訓(xùn)。

 

MOST總線(xiàn)專(zhuān)門(mén)用于滿(mǎn)足要求嚴(yán)格的車(chē)載環(huán)境。這種新的基于光纖的網(wǎng)絡(luò)能夠支持24.8Mbps的數(shù)據(jù)速率，與以前的銅纜相比具有減輕重量和減小電磁干擾(EMI)的優(yōu)勢(shì)。

 

MOST總線(xiàn)產(chǎn)品特點(diǎn)

 

MOST傳輸協(xié)議由分割成幀的數(shù)據(jù)塊組成，每一幀包含流數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。

 

在物理層上,傳輸介質(zhì)本身是有塑料保護(hù)套、內(nèi)芯為 1 mm 的 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光纖,OEM 供應(yīng)商可以將一束光纖像電線(xiàn)一樣捆成光纜。光纖傳輸采用 650 nm(紅色)的 LED 發(fā)射器(650 nm 是 PMMA 光譜響應(yīng)中的低損耗“窗口”)。數(shù)據(jù)以 50 Mbaud、雙相編碼的方式發(fā)送,最高數(shù)據(jù)速率為 24.8 Mbps。

 

MOST的定義是非常普通的,允許采用多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),包括星形和環(huán)形,大多數(shù)汽車(chē)裝置都采用環(huán)形布局。一個(gè) MOST 網(wǎng)絡(luò)中最多可以有 64 個(gè)結(jié)點(diǎn)。一旦汽車(chē)接通電源,網(wǎng)絡(luò)中的所有 MOST 結(jié)點(diǎn)就全部激活,這對(duì)低功耗、停電模式設(shè)計(jì)是一大重點(diǎn),包括系統(tǒng)處在該種狀態(tài)下的功耗量以及如何進(jìn)入狀態(tài)。MOST 結(jié)點(diǎn)在通電時(shí)的默認(rèn)狀態(tài)是直通(Pass-throught),即進(jìn)入的數(shù)據(jù)從接收器直接傳送至發(fā)射器,以保持環(huán)路的暢通。

 

MOST 的數(shù)據(jù)傳送使用 512 b 的幀，以及 16 個(gè)幀的塊(圖 1)。每個(gè)幀內(nèi)除了前導(dǎo)碼和其它內(nèi)部管理位以外,還包含有同步、異步和控制數(shù)據(jù)?？偩€(xiàn)是完全同步的,設(shè)計(jì)師可將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何設(shè)備指定為主設(shè)備,其它所有結(jié)點(diǎn)都從主設(shè)備處獲得自己的時(shí)鐘。網(wǎng)絡(luò)完全是即插即用的,當(dāng)上電或有連接改變時(shí),有一個(gè)尋找設(shè)備的過(guò)程。主結(jié)點(diǎn)上保持著一個(gè)所連設(shè)備的中心注冊(cè)處。

 

圖1：基于MOST總線(xiàn)的典型車(chē)載高端娛樂(lè)系統(tǒng)

 

圖2：基于MOST總線(xiàn)的車(chē)載音頻娛樂(lè)系統(tǒng)原理圖

 

作者：周慶文

來(lái)源：線(xiàn)束世界

 

 

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