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汽车CAN总线技术简单介绍CAN总线技术是一种用于汽车系统间通信的串行总线标准。
它最早由德国Bosch公司于1986年引入，现已成为各种车辆的标准通信接口。
CAN总线技术以其高可靠性、高带宽、易于开发和可扩展性等优点而受到广泛应用。
CAN总线技术采用串行通信方式，可以连接多个控制设备和传感器，实现车辆内各个电子控制单元(ECU)之间的数据交换。
CAN总线的主要特点是多主结构、分时共享和通信优先级控制。
在CAN总线技术中，每个ECU都被称为一个节点，节点之间通过双线（CAN_High和CAN_Low）进行通信。
CAN总线采用差分通信方式，即CAN_High与CAN_Low之间的电压差是数据传输的信号，这种方式使得CAN总线在工作距离较长时仍能保持良好的信号质量。
CAN总线技术中，节点之间的通信采用帧的形式。
CAN帧包括了ID（标识符）、数据段和帧检验序列（CRC校验）。
ID用于标识CAN帧的优先级和内容，数据段用于存储实际数据，CRC校验用于验证数据的完整性。
CAN总线技术支持两种通信模式：广播模式和点对点模式。
广播模式是指当一个节点发送了一帧数据后，其他节点都可以接收到该帧数据。
点对点模式则是指只有特定的节点才能接收到一些节点发送的数据帧。
CAN总线技术可以实现高速的数据传输，其传输速率可以达到1Mbps或更高。
此外，CAN总线支持实时数据传输，可以满足复杂的控制系统对低延迟的要求。
CAN总线技术的另一个优点是可靠性。
由于CAN总线采用了冲突检测和错误检测机制，能够及时发现和纠正数据传输中的错误。
当多个节点同时发送数据时，CAN总线会自动检测到冲突，并采用非破坏性的方式将发送冲突的帧标记为错误帧，从而保证数据传输的可靠性。
此外，CAN总线技术还具有良好的可扩展性。
对于需要添加新的传感器或控制设备的系统，只需添加新的节点并连接到CAN总线上即可实现数据交换，而无需进行其他的复杂改动。
总之，CAN总线技术是一种高可靠性、高带宽、易于开发和可扩展性的汽车系统间通信标准。
动力和车速已经不再是消费者对汽车性能的唯一追求，人们越来越关心驾车时的舒适感、安全保障、功能的易用性，和对环境的保护等方面。
因此，除了车身系统（Car body）和传动系统（Power Train）等传统的汽车控制单元以外，安全系统（Safety）和车载资通娱乐系统（Telematics / Infotainment）也随着电子技术的进步而逐渐成熟。
现代的汽车电子系统中，电子控制组件（ECU）因在上述系统中赋予汽车更高效和更具智能性的操控能力而扮演了重要角色，也实现了诸如电源、车灯和门窗等自动检测功能，给驾驶提供了更大便利。
汽车中的电子系统和组件平均达到80多个，它们之间越来越复杂的连接和通信功能对总线技术提出了需求。
车灯、发动机、电磁阀、空调等设备的传统连接方式为线缆连接，而如果电子元件之间也用电缆连接则必然造成连接复杂性的提高、可靠性的下降，和整体重量的上升;此外，伴随而来的线缆的磨损和老化现象也将使汽车的安全性能降低。
为避免线缆带来的各种麻烦，车载网络（In-Vehicle Network）中应用标准化总线技术则成为较理想的解决方式。
按不同的技术特点和应用领域，车载总线技术可分为五类。
如表一所示，第一类LIN、TTP/A等总线传输速度最低，适用于车体控制;第二类中速总线，如低速CAN、SAE J1850、VAN（Vehicle Area Network）等，适用于对实时性要求不高的通信应用;第三类包括高速CAN、TTP/C等技术，适用于高速、实时死循环控制的多路传输网络;第四类如IDB-C、IDB-M（D2B、MO ST、IDB1394））、IDB-Wireless（Bluetooth）等，一般应用于车载资通娱乐网络;第五类传输速度最高，用于最具关键性、实时性最高的人身安全系统，包括FlexRay和Byteflight 等。
本文将主要讨论LIN总线技术规格及在门控系统中的应用实例。
LIN技术概况LIN总线全称为区域互连网络（Local Interconnect Network），是一种结构简单、配置灵活、成本低廉的新型低速串行总线，和基于序列通讯协议的车载总线的子集系统（Sub-bus System）。
浅析汽车总线技术一、汽车总线概述1．汽车总线技术的发展随着车用电气设备越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保证系统及仪表报警系统，从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力，使汽车电气系统形成一个复杂的大系统，并且都集中在驾驶室控制。
另外，随着近年来ITS 的发展，以3G（GPS、GIS 和GSM）为代表的新型电子通讯产品的出现，它对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求。
从布线角度分析，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000 米，电气节点达1500 个，而且，根据统计，该数字大约每十年增长1 倍，从而加剧了粗大的线束与汽车有限的可用空间之间的矛盾。
无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都将不能适应汽车的发展。
下图1、图2 分别为相同节点的传统点对点通讯方式和使用CAN 总线的通讯方式，从图可以直观地比较线束的变化（图中节点之间的连线仅表示节点间存在的信息交换，并不代表线束的多少）。
图1 传统的节点通讯方式图2 CAN 总线通讯方式电控燃油喷射系统、电控传动系统、防抱死制动系统（ABS）、防滑控制系统（ASR）、废气再循环控制、巡航系统和空调系统。
为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。
但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。
这就要求其数据交换网是基于优先劝竞争的模式，且本身具有较高的通信速率，CAN 总线正是为满足这些要求而设计的。
美国汽车工程师协会（SAE）车辆网络委员会根据标准SAE J2057 将汽车数据传输网划分为。
汽车总线技术综述0 引言 ............................................................. 2...1 汽车网络总线分类 ................................................. 3...2 CAN 总线介绍及其在汽车的应用..................................... 5..2.2 CAN 总线技术特点.............................................. 6...2.3 CAN 总线技术在汽车中的应用的优势.............................. 7..2.4 CAN 原理及汽车上的应用........................................ 7..2.4.1 原理..................................................... 7...2.4.2 汽车上CAN 总线的网络结构、应用方案与实例 (8)3 LIN 总线介绍及其在汽车的应用1..03.1 原理1..0.3.1.1 LIN 拓扑结构1..03.1.2 LIN 数据传输1..13.1.3 总线睡眠和唤醒1..23.1.4 错误检测和处理1..23.2 LIN 在汽车上的应用 ....................................................................... 1.. 24 FlexRay 总线介绍及其在汽车的应用 ................................ 1..44.1 FlexRay 总线发展历史1..44.2 FlexRay 总线原理1..5.4.3 FlexRay 在汽车上的应用1..55 MOST 总线介绍及其在汽车的应用1..75.1 MOST 总线光纤传输的特点1..75.2 MOST 总线的网络结构1..85.3M OST 在汽车上的应用 ....................................................................... 1.. 96 其他2..0.7 结语2..3.参考文献: ............................................................................................................ 2..3..发动机揑制 汽车总线技术综述0引言随着汽车各系统的控制逐步向自动化和智能化转变， 汽车电气系统变得日益 复杂。
汽车电气系统中总线技术的应用分析【摘要】汽车电气系统中总线技术的应用正日益广泛。
本文首先介绍了总线技术在汽车电气系统中的基本原理，包括数据传输和通信的方式。
接着详细解析了汽车电气系统中常见的总线类型，如CAN总线和LIN 总线。
总线技术的优势主要体现在减少线缆数量、简化系统布局以及提高系统可靠性等方面。
具体应用案例包括车辆通信系统、车载娱乐系统等。
未来，总线技术在汽车电气系统中的发展趋势将更加智能化和高效化。
总结指出，总线技术的应用将使汽车电气系统变得更加稳定可靠，带来更多的技术创新，推动整个行业向更高水平发展。
【关键词】汽车电气系统、总线技术、应用分析、基本原理、常见类型、优势、具体应用案例、发展趋势、广泛应用、技术创新、稳定性、可靠性。
1. 引言1.1 汽车电气系统中总线技术的应用分析汽车电气系统中的总线技术是一种用于数据传输和通信的重要技术，在现代汽车中得到了广泛的应用。
总线技术通过将各种电气设备连接在一起，实现数据的传输和通讯，提高了汽车电气系统的效率和可靠性。
在这篇文章中，我们将从总线技术的基本原理、常见类型、优势、具体应用案例以及未来发展趋势等方面对汽车电气系统中总线技术的应用进行分析。
总线技术在汽车电气系统中的应用具有重要意义。
它可以简化汽车电气系统的结构，降低成本，提高可靠性。
而且，总线技术可以实现不同控制单元之间的信息共享，提高了系统的集成度和智能化水平。
通过总线技术，汽车电气系统可以更好地实现各个功能模块之间的数据交换和联动控制，实现更加高效和智能的汽车电气系统。
总线技术在未来汽车电气系统中的发展趋势也非常值得关注。
随着汽车电子化水平的不断提高，总线技术将会越来越广泛地应用于汽车电气系统中。
总线技术的不断发展也将为汽车电气系统带来更多的技术创新，提升系统的稳定性和可靠性。
总线技术的应用将为汽车电气系统带来更多的便利和发展机遇。
2. 正文2.1 总线技术在汽车电气系统中的基本原理总线技术在汽车电气系统中的基本原理是通过在汽车内部建立一条数据传输的通道，实现各个电子设备之间的相互通信和数据交换。
汽车四大总线技术详解我们最熟悉的汽车总线是CAN，对于LIN和Flexray大家或许还有点陌生。
那么接下来，就为大家介绍一下这四种汽车总线。
车用总线就是车载网络中底层的车用设备或车用仪表互联的通信网络。
目前，有四种主流的车用总线：CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线。
用一张表格来说明各种总线的区别一、汽车总线的诞生汽车总线的诞生离不开汽车电子的发展。
汽车电子化的程度也被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
传统的汽车电子大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然会形成庞大的布线系统。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点可达1500个，而且该数字大约每10年就将增加1倍。
这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用空间之间的矛盾。
无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都不能适应现代汽车的发展。
另外，为了满足各电子系统的实时性要求，须对汽车公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息)实行共享，而每个控制单元对实时性的要求又各不相同。
因此，传统的电气网络已无法适应现代汽车电子系统的发展，于是新型汽车总线技术便应运而生。
二、CAN总线CAN总线又称作汽车总线，全称为“控制器局域网(Controller Area Network)”，是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。
它将各个单一的控制单元以某种形式(多为星形)连接起来，形成一个完整的系统。
CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块(ECU)之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。
现今在汽车电子系统中已得到广泛应用，成为欧洲汽车制造业的主体行业标准，代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。
世界上很多著名的汽车制造厂商，如Volkswagen(大众)、Benz(奔驰)、BMW(宝马)、Porsche(保时捷)、Rolls.Royce(劳斯莱斯)等公司都已经采用CAN总线来实现汽车内部控制系统的数据通信。
汽车总线技术综述0引言 (2)1汽车网络总线分类 (3)2CAN总线介绍及其在汽车的应用 (5)2.2 CAN 总线技术特点 (6)2.3 CAN总线技术在汽车中的应用的优势 (7)2.4 CAN原理及汽车上的应用 (7)2.4.1原理 (7)2.4.2汽车上CAN总线的网络结构、应用方案与实例 (8)3LIN总线介绍及其在汽车的应用 (10)3.1原理 (10)3.1.1 LIN 拓扑结构 (10)3.1.2 LIN 数据传输 (11)3.1.3 总线睡眠和唤醒 (12)3.1.4 错误检测和处理 (12)3.2 LIN在汽车上的应用 (12)4FlexRay总线介绍及其在汽车的应用 (14)4.1 FlexRay总线发展历史 (14)4.2 FlexRay总线原理 (15)4.3 FlexRay在汽车上的应用 (15)5MOST总线介绍及其在汽车的应用 (17)5.1 MOST 总线光纤传输的特点 (17)5.2 MOST 总线的网络结构 (18)5.3M OST在汽车上的应用 (19)6其他 (20)7结语 (23)参考文献: (23)汽车总线技术综述0引言随着汽车各系统的控制逐步向自动化和智能化转变，汽车电气系统变得日益复杂。
传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然会形成庞大的布线系统。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达2000米，电气节点可达1500个，而且该数字大约每10年就将增加1倍。
这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用空间之间的矛盾。
无论从材料成本还是工作效率看，传统布线方法都不能适应现代汽车的发展。
另外，为了满足各电子系统的实时性要求，须对汽车公共数据（如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息）实行共享，而每个控制单元对实时性的要求又各不相同。
因此，传统的电气网络已无法适应现代汽车电子系统的发展，于是新型汽车总线技术便应运而生。
汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了一个统一的数据交换渠道。
就像在20世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，汽车总线术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。
[1]多数工程师认为，汽车工业将慢慢改变它的电子架构，最有可能的是采用一种混合的协议方案。
他们认为:FlexRay最终将在车身和底盘上被采用，LIN将应用在门锁和窗口马达等低带宽领域，在气囊和其它保险装置中采用线控安全（Safty-by-Wire)，而CAN总线将继续控制它的动力传输系统。
[2] 下文将介绍各类汽车总线及其在汽车的应用。
图0-1 传统的点对点通讯方式拓扑图[3]图0-2未来汽车数据总线层次结构1汽车网络总线分类自总线通讯技术20 世纪80 年代开始应用在汽车上之后，目前已形成了适用于不同场合的多种汽车总线标准，如MOST、CAN、TTP、LIN、FLEXRAY 等。
SAE（美国汽车工程师协会）按传输速度的不同，将汽车网络总线分为ABCD 四类。
如下表所示:[4]表1-1汽车网络总线分类图1-1汽车总线网络系统A类面向传感器/执行器控制的低速网络，数据传输位速率通常只有l一10kbPs。
主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。
B类面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率一般为10一125kbPs。
主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，以减少冗余的传感器和其它电子部件。
C类面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率可达IMbps，主要用于悬架控制、牵引控制、先进发动机控制、ABS等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。
三类网络功能均向下涵盖，即B类支持A类网的功能，C类网能同时实现B类和A类网功能。
目前B类汽车局域网应用最为广泛，A类网已经趋于淘汰，C、D类网应用日益广泛。
[5]表1-2 部分A类网络协议在A类网络中，LIN协议将会成为主流协议。
表1-3 部分B类网络协议B类网络中的主流协议将是CAN(15011898-3，<125Kbps)、SAEJ1850和V AN 等协议，其中CAN最为突出。
表1-4 部分C类网络协议目前C类网络最高位速率能够达到10MbPs，主流协议有:高速CAN(15011898-2)、正在发展中的TTCAN和FlexRay。
[5]2CAN总线介绍及其在汽车的应用2.1历史与现状CAN是控制局域网络（Control Area Net）的简称,最早由德国BOSCH公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信,目前广泛应用于离散控制领域。
CAN协议也是建立在OSI模型基础上的,其模型结构为三层,即只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶层的应用。
其信号传输介质为双绞线。
通信速率最高可达1Mbps/40m。
直接传输距离最远可10Km/5Kps,可挂接设备数量为110个。
CAN总线的突出优点使其在各个领域得到了广泛应用,这使得许多器件厂商竞相推出CAN总线器件产品。
下表列出了一些国内常用的CAN总线芯片,供参考。
[6]表2-1主要CAN总线器件产品目前，汽车电子设备中应用的CAN总线共有3个版本。
其中成本最低、速度也最慢的是单线CAN（SW-CAN），另外2种分别是容错CAN（FT-CAN）和高速CAN（HS-CAN）。
低速CAN总线有自动休眠功能，总线可以让没有操作的节点进入节电模式，在需要的时候再由总线唤醒。
高速总线的速度可以达到500千比特/ 秒，甚至1兆比特/秒，主要用于关键的实时系统，如发动机集中控制系统、制动防抱死系统（ABS）、巡航系统、底盘系统等。
近几年来，CAN总线发展迅速，一些汽车制造商也在开发自己的CAN版本。
比如通用汽车公司在标准CAN的基础上，应用自己的通信协议，并修改了其他部分软件，开发出了GMCAN，使之更容易采用第3方开发工具。
一些芯片制造商也在对标准CAN 进行改进，如在汽车熄火时降低CAN模块的功耗，以延长电池寿命。
当然，这种对CAN标准的改进而形成的新的专利技术，必然会提高CAN芯片供应商们的成本，因为他们需要提供同时满足GMCAN和标准CAN的芯片。
[1]2.2 CAN 总线技术特点CAN 总线可有效支持分布式控制或实时控制，通信介质可以是双绞线，同轴电缆或光纤，其主要特点是[7]：（1）CAN 总线为多主站总线，各节点可在任意时刻向网络上的其他节点发送信息，不分主从,通信灵活。
（2）CAN 总线采用独特的非破坏性总线仲裁技术，优先级高的节点优先传送数据，可满足实时性要求。
（3）CAN 总线具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能。
（4）CAN 总线采用短帧结构，每帧有效字节数最多为 8个，数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短。
并有 CRC 及其他校验措施，数据出错率极低保证了数据传输的高可靠性，适于在高干扰环境中使用。
（5）CAN 总线上某一节点出现严重错误时，可自动脱离总线，而总线上的其他操作不受影响。
（6）CAN 总线系统扩充时，可直接将新节点挂在总线上，因而走线少，系统扩充容易，改型灵活。
（7）CAN 总线最大传输速率可达 1Mb/s（此时通信距离最长为40m），直接通信距离最远可达10k（m速率5kbps以下）。
（8）CAN 总线上的节点数主要取决于总线驱动电路。
在标准帧（11 位报文标识符）可达 110 个，而在扩展帧（29位报文标识符）其个数几乎不受限制。
（9）CAN 可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播集中方式传送和接受数据。
（10）采用不归零码（NRZ-Non-Return-to-Zero）编码/解码方式，并采用位填充（插入）技术。
2.3 CAN总线技术在汽车中的应用的优势（1）信息共享[7]采用 CAN 总线技术可以实现各 ECU 之间的信息共享，减少不必要的线束和传感器。
例如具有 CAN 总线接口的电喷发动机，其它电器可共享其提供的转速、水温、机油压力、机油温度、油量瞬时流速等，这样一方面可省去额外的水温、油压、油温传感器，另一方面可以将这些数据显示在仪表上，便于司机检查发动机运行工况，从而便于发动机的保养维护。
（2）减少线束新型电子通讯产品的出现对汽车的综合布线和信息的共享交互提出了更高的要求，传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式，相互之间少有联系，这样必然造成庞大的布线系统。
据统计一辆采用传统布线方法的高档汽车中，其导线长度可达 2000 米，电气节点达 1500 个，而且该数字大约每十年增长1倍。
这种传统布线方法不能适应汽车的发展。
CAN 总线可有效减少线束，节省空间。
例如某车门-后视镜、摇窗机、门锁控制等的传统布线需要20-30根，应用总线 CAN则只需要 2 根。
（3）关联控制在一定事故下，需要对各 ECU 进行关联控制，而这是传统汽车控制方法难以完成的。
CAN 总线技术可以实现多 ECU的实时关联控制。
在发生碰撞事故时，汽车上的多个气囊可通过 CAN 协调工作，它们通过传感器感受碰撞信号，通过CAN总线将传感器信号传送到一个中央处理器内，控制各安全气囊的启动弹出动作。
2.4 CAN原理及汽车上的应用2.4.1原理CAN 通信网络的硬件组成十分简单，主要由两根通信线（必要时可添加接地屏蔽线）和CAN 通信模块组成。
两根通信线负责传送网络数字信号，分别命名为CANH和CANL,数字信号通过CANH和CANL间的电压差来传达。
通信模块负责收发数据，汽车电控系统只要包含CAN 通信模块且连接在通信线上就成为了整车CAN 网络的通信节点，电控系统通过节点都可以实现数据共享和命令的发布，这种网络模式称为多主机仲裁模式。
[4]CAN 总线网络建立时，每个通信节点根据自己的重要程度和数据实时性要求，被设置一个表明自身优先级ID 号，ID 号越小，优先级越高。
某个节点需要发布信息和命令时，通信模块像广播一样将数据发布在总线上，其他所有CAN 节点都可以读取，然后根据需要进行取舍和计算。
当两个节点同时都向线路上发布消息时，为避免抢占总线使用权产生错误，CAN 总线采用了一种独特的判断机制解决这个问题。
当网络空闲时，某个通信单元想要发布信息，先向网络发布自己的ID 号，同时监听网络上其它节点发布的ID 号，并做出比较，一旦发现有比自己高级的单元，自动退出，等待下一次网络空闲。
当某节点发布完ID 号后发现自己是最高级别的申请者，就可以开始发送数据和命令。
CAN 网络组建灵活可靠，一个通信模块只要合理的设置节点ID 号，节点可以随时从通信网络添加或删除。
某个节点故障，不会影响整个网络工作。
但是，单个CAN 总线网络包含过多的节点可能造成网络堵塞，汽车上目前采用多个独立CAN 网络并行工作的方式解决这个问题。
