车载网络2-车用总线技术概述

2.2 几种车用总线通信技术 2. I2C总线通信
➢ I2C总线Inter Integrated Circuit Bus的缩写， 用于芯片间串行通信的总线。
➢ I2C总线以两根连线实现全双工同步数据 传送，实现两个器件之间地址和数据信息 的双向传送，具有引出线少、可靠性高、 抗干扰能力强等优点。
2.2 几种车用总线通信技术
2.2 几种车用总线通信技术 4. LIN总线通信
➢局部互连网络LIN（Local Interconnect Network）是一种将简单控制设备连接起来 的串行通信网络，主要用于实现汽车中的 分布式电子系统控制。
➢ LIN 总线是一种辅助的总线网络，在不需 要CAN 总线的带宽和多功能的场合，比如 智能传感器和其他装置之间的通信，使用 LIN 总线可大大节省成本。
2.2 几种车用总线通信技术
➢ 并行：速度快、效率高，但是如果通信 双方距离较远，并行传送会使传输网络复 杂，投资增加。
➢ 串行：按位顺序地传送，传送速度慢、 效率低，但它可以大幅度的减少通信系统 的投资。所以，在通信距离较远时，必须 采用串行通信。
2.2 几种车用总线通信技术
1. 串口通信
➢为了数据采集或与其它控制系统进行数据 交换，车用ECU经常采用串口通信的方式， 其中RS232C协议是目前最为常用的一种串 行通信接口。
（3）计算机网络的广泛应用和智能交通系 统的应用，使汽车成为互联网上的终端。
ITS：汽车具有接收和提供相关信息的功能， 如接收定位信号、提供地理信息服务、接 收管理信息、发送本车状态信息、进行安 全服务请求等。
2.1.1 车用总线发展的背景及必 Nhomakorabea性2. 车用总线的特点
（1）汽车网络系统要求可靠、廉价，与系 统一体化、线路简单和实时性好。
（2）汽车网络系统的特点是范围小、节点 数少，多数应用要求的传输速度不高。
2.1.1 车用总线发展的背景及必要性
（3）车辆引入总线技术有如下优点：
① 减少了线束的数量和体积，提高了电子 系统的可靠性，维修容易、安装简便。
② 由于采用了通用传感器，通过网络进行 数据通信，可以达到消除冗余传感器并实 现数据共享的目的。
LIN
ByteFlight
Flexray, TTx
Time Triggered (TDMA) Fault Tolerant
2 x 2 Wire/Optical
D2B, MOST
Token Ring Optical Bus
High Speed CAN
Arbitration (CSMA) Event Triggered, Dual Wire
2.2 几种车用总线通信技术 5. 计算机网络与通信技术基础
（1）计算机网络基础知识
❖ 计算机网络：具有资源共享和通信功 能的计算机系统的集合体。
汽车上的网络，通信的含义比较重一些。 它们是按照一定的通信协议连接的一些控 制单元或智能装置，控制信号、传感器信 号通过网络传送到目的系统。
Bluetooth
Wireless Bus
Low Speed CAN
Arbitration Fault Tolerant, Dual Wire
J1850
Class A
Class B
Class C
Multi-Media
2.1.2 车用总线的分类及发展概况
➢ 汽车工程协会（SAE）将汽车数据传输网 络划分为三类：
➢信号的传输是由串行数据线SDL和串行时 钟线SCL两条线双向传输，两线均由CPU引 出，其它单元电路均挂接在SCL和SDL上。
IIC电路图
2.2 几种车用总线通信技术 3. CAN总线通信
➢德国博世公司于80年代初，为了解决众多 传感器与执行装置之间的数据交换而开发 的一种串行通信协议。
➢由于其良好的性能及独特的设计，是车辆 领域中应用最广泛的一种。
（1）A类 是面向传感器、执行器的低速网络，该类
网络对实时性要求不高，位速率一般为1～ 10Kbit/s，主要应用于电动门窗、座椅调 节、灯光照明等控制，采用LIN。
2.1.2 车用总线的分类及发展概况
（2）B类 主要面向独立模块间的数据共享，是中速
网络，该网络适用于对实时性要求不高的 通讯场合，以减少冗余传感器和其它电子 部件，主要应用于车辆信息中心、故障诊 断、仪表显示等系统，采用低速CAN。
第二章 车用总线技术
2.1.1 车用总线发展的背景及必要性
（2）随着汽车电子化的深入，以网络通信 为基础的线控技术将在车上普遍应用。
用电子信息的传送取代机械的或液压的 或气动的系统连接的传动部分。
人机
电信号
执行机构
接口 （电路或无线信号） 传感机构
功能装置
线控系统基本原理图
2.1.1 车用总线发展的背景及必要性
2.1.1 车用总线发展的背景及必要性
③ 改善了车辆系统设计和配置的灵活性， 实现车辆各个装置的模块化。
④ 使用网络将车辆各个电子装置连接起 来，让车辆真正成为系统控制的整体对 象，利于车辆动力性、排放性、操纵性、 经济性和安全性的改进。
2.1.2 车用总线的分类及发展概况
美国汽车工程师协会（SAE）目前已确定 通讯网络的三个类别：
控制等系统
2.1.2 车用总线的分类及发展概况
➢ 三类网络应用范围不同，且采用不同的 协议。
➢ 尽管新开发出的总线网络通信速度越来 越高，但是还没有一个通信网络可以完 全满足未来汽车的所有成本和性能要求； 因此，在车辆的各功能模块中采用多种 协议以实现未来车辆上的联网。
2.2
几种车用总线通信技术
（3）C类 主要面向高速、实时闭环控制的多路传输
网，典型应用是发动机控制、悬架控制、 ABS等实时控制系统，采用高速CAN。
Data Rate [Bit/s]
Network Protocols in
Embedded (Automotive)
Systems
25 M 10 M
1M 125 K
20 K
类 别
对象
传输速度 kb/s
应用范围
A
面向传感器/执行器 控制的低速网络
<10
灯光照明、电动门窗、 座椅调节等系统
B
面向独立模块间数据 共享的中速网络
10~125
车辆电子信息中心、安 全气囊、故障诊断、仪
表显示等系统
面向高速、实时闭环
牵引控制、先进发动机
C 控制的高速传输网 125 ~1000 控制、悬架控制、ABS