文章目錄

• 前言
• 【關于這些總線的詳細介紹可分別參考如下】：
• 一、為什么要這些總線
• 二、車載總線的種類
• • 1.CAN
  • • 1.1 CAN協議簡介
    • 1.2 CAN協議特點
  • 2.CAN FD
  • • 2.1 CAN FD協議簡介
    • 2.2 CAN FD協議特點
  • 3.LIN
  • • 3.1 LIN總線簡介
    • 3.2 LIN總線特點
  • 4. FlexRay
  • • 4.1 FlexRay簡介
    • 4.2 FlexRay特點
  • 5. MOST
  • 6.Ethernet
• 三、總結
• 參考資料

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前言

摘要：相信做汽車電子行業的小伙伴，對CAN等常用車載總線并不陌生，當然了，可能不做汽車電子的也知道CAN，因為CAN的使用范圍不再局限于汽車行業了。航空航天、機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械等都會使用到。總線那么多，你是否也和我一樣，懵懵懂懂，搞不清楚他們之間的區別呢？下面簡單介紹一下，有個初步的了解，希望能幫助你區分它們

【關于這些總線的詳細介紹可分別參考如下】：

CAN總線詳細介紹：CAN總線詳細介紹
CAN FD總線詳細介紹：CAN FD總線詳細介紹
LIN總線詳細介紹：LIN總線詳細介紹
FlexRay總線詳細介紹：FlexRay總線詳細介紹

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一、為什么要這些總線

簡單來講，就是以前的汽車功能單一，都是采用傳統的布線方式，各個模塊之間都是采用點對點的通信方式，各個模塊之間縱橫交錯，導致系統很龐大。隨著汽車朝著自動化和智能化方向發展，傳統的布線方式無法滿足現在的需求，就有了這些總線

傳統的布線方式圖

二、車載總線的種類

車載總線種類繁多，就我目前了解到，有如下：CAN、CAN FD、LIN、MOST、FlexRay 和 Ethernet等。

應用示例

1.CAN

1.1 CAN協議簡介

CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網，是一種串行數據通信協議。
最初，CAN 被設計作為汽車環境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置 ECU 之間交換信息，形成汽車電子控制網絡。比如：發動機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中，均嵌入 CAN 控制裝置。
CAN 最初出現在 80 年代末的汽車工業中，由德國 Bosch 公司最先提出。當時，由于消費者對于汽車功能的要求越來越多， 而這些功能的實現大多是基于電子操作的， 這就使得電子裝置之間的通訊越來越復雜，同時意味著需要更多的連接信號線。提出 CAN 總線的最初動機就是為了解決現代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號線。于是，他們設計了一個單一的網絡總線， 所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。1993 年，CAN 已成為國際標準 ISO11898(高速應用)和 ISO11519（低速應用）。

1.2 CAN協議特點

可以多主方式工作，網絡上任意一個節點均可以在任意時刻主動地向網絡上的其他節點發送信息，而不分主從，通信方式靈活。

采用非破壞性位仲裁總線機制，當兩個節點同時向網絡上傳送信息時，優先級低的節點主動停止數據發送，而優先級高的節點可不受影響地繼續傳輸數據。

可以點對點、一點對多點（成組）及全局廣播幾種傳送方式接收數據。

直接通信距離最遠可達10km（速率5Kbps以下）。

通信速率最高可達1MB/s（此時距離最長40m）。

節點數實際可達110個。

采用短幀結構，每一幀的有效字節數為8byte。

每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施，數據出錯率極低。

通信介質可采用雙絞線，同軸電纜和光導纖維，一般采用廉價的雙絞線即可，無特殊要求。

節點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉總線的功能，切斷它與總線的聯系，以使總線上的其他操作不受影響。

2.CAN FD

2.1 CAN FD協議簡介

隨著汽車功能越來越多，數據傳輸對帶寬的要求也越來越高，CAN總線由于帶寬的限制，已經無法滿足要求了，就推出了CAN FD，全稱為CAN with Flexible Data rate。繼承了CAN的主要特性，彌補了CAN的數據長度和帶寬的限制。可簡單認為就是CAN的升級版

2011年，開始CAN FD協議的開發，2015年ISO11898-1進行了修訂，將CAN FD加入其中。

2.2 CAN FD協議特點

傳輸速率不同。CAN FD的速率可變，從控制場中的BRS位到ACK場之前（含CRC分界符）為可變速率，最高速率可達到8Mbps。其他部分與CAN相同。

數據長度不同。CAN FD支持的最大數據長度為64byte。

幀格式不同。CanFD新增了FDF、BRS、ESI位

3.LIN

3.1 LIN總線簡介

LIN總線的全稱為Local Interconnect Network，是專門為汽車開發的一種低成本的串行通信網絡，主要是為CAN總線網絡提供輔助功能，應用場合有車門、方向盤、座椅、空調、照明、濕度傳感器和交流發電機等。
LIN的一大優點是成本低，但其最大傳輸速率為20Kbps。
建議的通信速率如下，低速2400bps，中速9600bps，高速19200bps。

3.2 LIN總線特點

單主控器/多從設備模式，無需仲裁機制

基于通用UART接口幾乎所有微控制器都具備LIN必需的硬件

從機節點不需要石英或陶瓷振蕩器就能實現自同步，節省了從設備的硬件成本

信號傳播時間可預先計算出來的確定性信號傳播

低成本單線實現方式

傳輸速率最高可達20kb/s

不需要改變LIN從節點的硬件和軟件就可以在網絡上增加節點

通常一個LIN上節點數目小于12個，共有64個標志符

極少的信號線即可實現國際標準ISO 9141的規定

4. FlexRay

4.1 FlexRay簡介

FlexRay是一種用于汽車的高速、可確定性的，具備故障容錯能力的總線技術，它將事件觸發和時間觸發兩種方式結合起來，具有高效的網絡利用率和系統靈活性的特點。滿足傳統的CAN方案不能滿足汽車線控系統（X-by-Wire）的要求

寶馬和戴姆勒克萊斯勒聯合飛利浦和摩托羅拉成立了FlexRay聯盟，這個聯盟 （FlexRay Consortium）推進了FlexRay的標準化，使其成為高級動力總成、底盤、線控系統的標準協議。主要用于線控操作，如，線控操作轉向、防抱死制動系統(ABS)包括車輛穩定控制(VSC)和車輛穩定助手（VSA)等。

FlexRay聯盟在2013年發布了ISO 17458標準規范。

第一款采用FlexRay的量產車于2006年在BMW X5中推出，應用在電子控制減震系統中。

4.2 FlexRay特點

高傳輸速率：FlexRay的每個信道具有10Mbps帶寬。它不僅可以像CAN和LIN總線這樣的單信道系統運行，而且還可以作為一個雙信道系統運行，因此可以達到20Mbps的最大傳輸速率，是當前CAN最高運行速率的20倍；

同步時基：FlexRay中使用的訪問方法是基于同步時基的。該時基通過協議自動建立和同步，并提供給應用。時基的精確度介于0.5μs和10μs之間（通常為1～2μs）；

確定性：通信是在不斷循環的周期中進行的，特定消息在通信周期中擁有固定位置，因此接收器已經提前知道了消息到達的時間。到達時間的臨時偏差幅度會非常小，并能得到保證；

高容錯：強大的錯誤檢測性能和容錯功能是FlexRay設計時考慮的重要方面。FlexRay總線使用循環冗余校驗CRC(Cyclic redundancy cheek)來檢驗通信中的差錯。FlexRay總線通過雙通道通信，能夠提供冗余功能，并且使用星型拓撲可完全解決容錯問題；

靈活性：在FlexRay協議的開發過程中，主要關注的是靈活性，反映在如下幾個方面:

支持多種方式的網絡拓撲結構；
消息長度可配置：可根據實際控制應用需求，為其設定相應的數據載荷長度；
使用雙通道拓撲時，既可用以增加帶寬，也可用于傳輸冗余的消息；
周期內靜態、動態消息傳輸部分的時間都可隨具體應用而定。

可靠性：在汽車要求的工作環境下可靠工作，體現在下面幾個方面：

滿足汽車使用的溫度環境要求 在不使用外部濾波器條件下
每個FlexRay產品滿足汽車系統和法規要求的EMC指標
直接與線束相連的總線控制器和通信控制器的輸入/輸出，滿足汽車上電器系統的要求

5. MOST

MOST總線的全稱為Media oriented system transport ，媒體導向的串行傳輸，是一種專門針對車內使用而開發的、主要用于多媒體傳輸的數據總線技術。例如，可以將導航娛樂系統的地圖或者MP3的封面輕松地傳給儀表盤。

6.Ethernet

Ethernet以太網，在計算機如此普及的當下，每天都會用到以太網。但這里介紹的以太網是車載以太網。傳輸速率100Mb/s，具有高帶寬、高傳輸數率、高安全性等特點，未來可能會成為整車總線的主流，主要應用在：中央域控制器、智能座艙域、自動駕駛域、網關等。

三、總結

各車載總線的重要特征對比

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參考資料

《CANoe開發從入門到精通》

總結

以上是生活随笔為你收集整理的常用车载总线CAN、CAN FD、LIN、FlexRay、Ethernet介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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