汽车总线特性简述
from: http://blog.csdn.net/viewcode/article/details/22897423
汽車上的各種總線/線束技術(shù)其主要目的是通信/控制。
1. 車輛通信區(qū)域
而車輛通信區(qū)域包括以下幾個(gè)部分：
動(dòng)力總成: 引擎, 傳動(dòng)裝置
底盤(pán): 轉(zhuǎn)向裝置, ABS, 胎壓
車身: 門(mén), 燈, 座椅, A/C
安全: 氣囊, 傳感器, 感應(yīng)啟動(dòng)器, OSS(乘員安全系統(tǒng)), ADAS, ESP
信息娛樂(lè)和輔助駕駛: 導(dǎo)航, Telematics, TV/Radio/CD/DVD, 后排座椅娛樂(lè)系統(tǒng), 攝像頭
這些區(qū)域的通信的需求各自又不盡相同，所以就產(chǎn)生了各種總線技術(shù)。
2. 汽車總線有哪些類型？
多種汽車總線系統(tǒng)：
LIN: 多點(diǎn)同步”異步接收發(fā)送器”, 小于等于19.2Kbps
CAN:廣泛使用CSMA/CR總線系統(tǒng),小于等于1 Mbps
FlexRay: 時(shí)間觸發(fā)的TDMA總線和星形系統(tǒng),小于等于10 Mbps
MOST: 同步TDMA環(huán),支持25，50，150 Mbps共享
Ethernet（AVB）: 基于交換機(jī)的全雙工星形系統(tǒng),1000Mbps, 局域網(wǎng)
僅從網(wǎng)絡(luò)的帶寬來(lái)區(qū)分，這幾種總線的帶寬特征很容易區(qū)分。 但每種總線還有其他的特征。
3. LIN
LIN（Local Interconnect Network?）總線的特點(diǎn)：
1）易于實(shí)施加
2）成本低
3）應(yīng)用在對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合
車燈、車門(mén)、座椅和雨刷之類的控制是其應(yīng)用領(lǐng)域，它作為CAN網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)償，最大的優(yōu)勢(shì)在于成本低。
首先主要是因?yàn)樗扇ART的數(shù)據(jù)格式，所以無(wú)需獨(dú)立的控制器，在UART上以軟件實(shí)現(xiàn)即可，而且它有一套獨(dú)特的時(shí)鐘同步機(jī)制使得從節(jié)點(diǎn)可以省卻外部晶振只用處理器的內(nèi)部晶振便能滿足精度要求，這樣能節(jié)省成本，而那些低速控制應(yīng)用便會(huì)采取LIN總線了。
LIN總線是一主多從結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)用層協(xié)議主要在主節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)，LIN網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)也是主節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)。（網(wǎng)絡(luò)來(lái)源）
4. CAN
CAN 全稱是Controller Area Network, CAN?控制器局域網(wǎng)絡(luò) ，它已經(jīng)成為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但其芯片類型達(dá)到上百家。具有高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力，所以在汽車和嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
CAN的協(xié)議結(jié)構(gòu)：
包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。
物理層、數(shù)據(jù)鏈路層已經(jīng)由硬件實(shí)現(xiàn)，目前都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，有現(xiàn)成的部件(CAN控制器和收發(fā)器)選擇。因此在單片機(jī)上加上CAN控制器、收發(fā)器，軟件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序就基本實(shí)現(xiàn)了CAN的通訊功能。
CAN的傳輸介質(zhì)可以使用雙絞線、同軸電纜或光纖。
CAN總線允許多站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送，這樣，既保證了信息處理的實(shí)時(shí)性，又使得CAN總線網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)成多主結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的可靠性。另外，CAN采用短幀結(jié)構(gòu)，且每幀信息都有校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、低傳輸出錯(cuò)率。
CAN協(xié)議雖然已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)，但其傳輸?shù)膬?nèi)容的解析卻不完全是標(biāo)準(zhǔn)。一些廠商的數(shù)據(jù)會(huì)是私有的，一般的解析器無(wú)法解析，需要破解其意義。
參考：http://blog.csdn.net/lile777/article/details/22854239
5. FlexRay
FlexRay是一種較新型的通信通信協(xié)議，傳播速度比CAN和LIN更快，可靠性也更高，但其成本也更貴。FlexRay的缺點(diǎn)：其電氣特性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度會(huì)受到限制。
FlexRay的實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用在寶馬、奧迪、奔馳上。
2009底，FlexRay的聯(lián)盟解散。
6. Most
MOST，Media Oriented System Transport，主要用于車內(nèi)信息娛樂(lè)系統(tǒng)間的傳輸，它的傳輸介質(zhì)是光纖，所以帶寬高，單根光纖可以傳播多路信號(hào)，缺點(diǎn)是成本較高、線束結(jié)構(gòu)會(huì)有要求（轉(zhuǎn)彎曲度不能太大）。
MOST是一種私有協(xié)議，由MOST Cooperation公司研發(fā)，并獲得了眾多OEM廠商的支持，如福特、寶馬、戴姆勒、通用等。其使用需要獲得授權(quán)，并交納專利費(fèi)用等。
MOST的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是環(huán)令牌網(wǎng)，若單點(diǎn)故障，就會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
MOST協(xié)議的通信標(biāo)準(zhǔn)完全是按照ISO七層協(xié)議的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，最多可支持64個(gè)節(jié)點(diǎn)，并支持隨時(shí)增減節(jié)點(diǎn)。
MOST有50Mbps，50Mbps，150Mbps三種形式。
MOST已經(jīng)在歐洲OEM中廣泛使用，已經(jīng)成為信息娛樂(lè)系統(tǒng)的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。
7. Enternet， AVB
AVB，即Audio and Video Bridge, 基于以太網(wǎng)的音視頻傳輸
AVB被譽(yù)為下一代車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，其獲得了IEEE的支持，具有低時(shí)延、音視頻同步、有保障的傳輸、支持多種媒體格式的特性。
AVB的亮點(diǎn)：時(shí)鐘同步，低延時(shí)的音視頻傳輸
--7跳同步誤差誤差小于1μS
--7跳延遲小于2 mS(100 Mbps)
--為多媒體流預(yù)留的網(wǎng)絡(luò)帶寬可達(dá)75%
--支持多種網(wǎng)絡(luò)媒體格式
--100%兼容傳統(tǒng)以太網(wǎng)，其只需要較好的6類網(wǎng)線
--開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)
其應(yīng)用領(lǐng)域也不限于汽車，還包括消費(fèi)類電子、專業(yè)級(jí)音視頻。
AVB聯(lián)盟已經(jīng)獲取眾多主流技術(shù)公司的支持，包括底層芯片nxp，freescale，到cisio，intel，再到harman，bmw等上層技術(shù)應(yīng)用的公司。
由于MOST的傳輸上限是200Mbps，所以，針對(duì)高清視頻應(yīng)用，有必要開(kāi)發(fā)更高級(jí)的傳輸協(xié)議。
而且AVB是開(kāi)放協(xié)議，而MOST是私有協(xié)議，除去高昂的專利費(fèi)用，MOST需要光纖傳輸，光電轉(zhuǎn)換器等，而AVB只需要較好的雙絞線，成本高下立判。
AVB的應(yīng)用領(lǐng)域可分為安全部分和非安全部分。非安全部分主要應(yīng)用在信息娛樂(lè)系統(tǒng)，如導(dǎo)航、音視頻、telematics等。而安全部分包括速度、陀螺儀、胎壓等車身傳感器信息的傳輸，還包括氣囊、窗戶、鑰匙等。涉及安全部分的傳輸，AVB的設(shè)計(jì)需要更加嚴(yán)格。
車內(nèi)通信需求趨勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：信息娛樂(lè)和駕駛輔助驅(qū)動(dòng)需要更高的帶寬，并且這些總線需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，各種傳感器信息需要共享使用，以便融合和診斷
AVB的高帶寬、低時(shí)延、高可靠性、靈活的拓?fù)湫问降忍匦?#xff0c;會(huì)成為未來(lái)的車內(nèi)骨干網(wǎng)。
其他無(wú)線通信技術(shù)：
由于汽車內(nèi)電磁環(huán)境很復(fù)雜，涉及行車安全及車身控制的通信基本仍采用有線方式，藍(lán)牙是目前娛樂(lè)系統(tǒng)的一種重要通信方式，但也僅局限于信息娛樂(lè)系統(tǒng)，藍(lán)牙的連接不是很穩(wěn)定，而且其接入周期太長(zhǎng)，最快是2.56秒，顯然不適用于實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性要求比較苛刻的控制單元。而無(wú)線的AVB技術(shù)也在研發(fā)中，其具體特性仍然是一個(gè)未知數(shù)。
總結(jié)
- 上一篇： 短距离车间通信V2X简述
- 下一篇： 汽车电子及ADAS安全部分相关测试标准