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汽车工程学院汽研13021302张飞汽车总线基础浅谈常用总线CAN总线LIN总线MOST总线FlexRay总线一、总线技术的产生•加点关键性文字吧1.随着控制单元与传感器的增多，线束会更加复杂2.故障查找不方便3.更新原有一电器配件，会使本来很乱的布线更加复杂传统的节点通讯方式采用总线技术以后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）。总线通讯方式二、总线概论总线：采用标准数据协议，采用一根或两根数据线来完成电子部件之间的数字信息传递。控制单元通过独立数据线交换通过两根数据线进行交换我们常见的电脑键盘有104个按键，却可以发出数百不同的指令，但键盘与电脑主机之间的数据连接线只有7根键盘正是依靠这7根数据连接线上不同的编码信号来传递信息的。总线的原理也正是如此。汽车总线分布从信息共享角度分析，现代典型的控制单元有电控燃油喷射系统、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三、总线分类介绍结构组成1、控制单元2、控制单元3、两个终端电阻4、两条传输线原理1.人们把CAN总线传输原理称为广播，就像一个广播电台发送某一节目一样，每个连接的用户均可接收。这种广播方式可以使得连接的所有控制单元总是处于相同的信息状态。2、CAN数据总线可以比作公共汽车。公共汽车可以运输大量乘客，CAN数据总线包含大量的数据信息。3、CAN数据传输也象一个电话会议一个电话用户（控制单元）将数据“讲”入网络中，其它用户通过网络“接听”这个数据。对这个数据感兴趣的用户就会利用数据，而其他用户则选择忽略。4、当CAN总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。考虑到信号的重复率及产生出的数据量，CAN总线系统分为三个专门的系统•CAN驱动总线（高速），500Kbit/s，可基本满足实时要求。•CAN舒适总线（低速），100Kbit/s，用于对时间要求不高的情况。•CAN“infotainment”总线（低速），100Kbit/s，用于对时间要求不高的情况。发动机ECU自动变速器ECUABS/TCSECU安全气囊ECU电控悬架ECU巡航控制ECU动力转向ECU电机控制ECU电池管理ECU灯光控制ECU刮雨洗涤控制ECU电动座椅ECU门锁防盗ECU电动车窗ECU后视镜喇叭ECU气候控制ECU警告信号ECU仪表显示ECU整车控制器ECU（网关）整车控制器ECU（网关）高速总线低速总线故障诊断ECUCAN电器网络机构网关它就相当于联合国开大会，每个成员国都讲自己的本国语言，如果要想互相听懂，就必须有位能精通所有语言的翻译来进行信息的传递。车载网络系统中很重要的一个控制单元就是“网关”，它同时连接多种不同的CAN数据总线，并在传递数据时起翻译作用。1.LIN的目标应用是不需要CAN的性能、带宽及复杂性的低端系统，如车门控制模块、座椅调节、车灯控制和空调系统中传感器和执行器之间的通信。2.通常LIN子总线是现有的CAN网络的扩充，与CAN网络一起形成汽车的控制网络。3.由于其成本较低，也可以独立用于不是特别复杂的车身控制网络中。4.LIN瞄准一些低端应用，在这些应用中每个节点的通讯成本都必须大大低于CAN而且不需要CAN的高性能、高带宽和多功能。5.LIN相对于CAN的成本节省主要是由于采用单线传输、硅片中硬件或软件的低实现成本和无需在从属节点中使用石英或陶瓷谐振器。CAN与LIN的对比结构组成LIN总线的应用1.虽然目前已有许多种车用电子的传控接口，如LINBus、CANBus、FlexRay等，但这些传控接口的传输速率表现，都无法足满车用多媒体信息的运载传输之需，其中LINBus只有20kbps，CANBus只有1Mbps，FlexRay一般而言也只有10Mbps，双线并用才能达20Mbps，这些都不足以用来传递实时性的多媒体信息。2随着车内娱乐系统的发展、传控技术的精进（如：倒车后方视讯画面），车用电子愈来愈需要使用多媒体式传输，最适合此方面的传输接口就属MOST。LIN、CAN、MOST对比蓝牙能否代替MOST？答案是N0首先，MOST是实线传输，而且是光纤线路传输，而且可以是塑料光纤（比较省成本），使用光纤可以让信息传量加大，未来的传输提升潜力也较高，同时也较能坚稳传输（因为没有接地回路，也不受电磁干扰），这些是Bluetooth的无线传输所不及的。其次，Bluetooth的传输效能也不足，即便是强化传输率（EnhancedDataRate；EDR）3倍的Bluetooth2.0也都只有3Mbps，比CANBus还低，且Bluetooth在单一个Piconet区网内仅允许8个装置相互联系，节点装置数也明显不足。MOST应用1.连接器简单2.没有回路哼声3.每MHz成本更低4.非常低的电磁兼容性5.高灵活性和高适应性6.在制订上完全合乎7.ISO/OSI的7层数据通讯协议参考模型，而在网线连接上MOST采行环状拓朴8.每套MOST传控网络允许最多达64个节点连接以未来线控系统(X-by-Wire)应用为背景，而研发出来出来的（其中X=Break，Steer）许多要求和CAN是一样的FlexRay研发的意义与必要性1.CAN总线按位进行仲裁，所以在较高比特率时，有效数据率最大为1Mbit/s和带较短分支线的线性总线拓扑使按位仲裁的积极意义收到限制，迫使在车辆制造中采用不合理的电缆分布。2.CAN总线是个单信道系统，系统出现故障，整个总线系统不起作用。3.采用两信道的CAN系统，缺少同步和可靠实验，由软件进行后处理，仍存在一些问题。以上原因催化了新总线FlexRay的研发序号项目CANFlexRay1波特率1Mbps10Mbps2通道1ch2/1ch(optional)3拓扑结构总线总线和星4节点16个22/64个6通讯事件触发事件触发+时间触发7ID长度11/29bits11bits8负载长度8bytes254bytes9帧类型数据帧、远程帧、错误帧、过载帧数据帧15网络管理软件硬件17总线长度40米/1M22米加个标题CAN与FlexRay对比节点组成拓扑结构四总线对比谢谢!本ppt只是对汽车总线知识进行了肤浅的介绍，旨在让大家对这个领域有个简单的认识。如想进一步深入了解，需要老师专业的讲解！由于能力有限，如有不足，敬请见谅！