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车载网络系统 一

车载网络系统 一

混森蓝兽
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    与其他控制现场相比,汽车内温度变化范围大(-45 ℃ 到100℃),电磁干扰和其他电子噪声强,环境恶劣,使得网络在车内的运行可靠性显得尤为重要。
    这不但体现在网络结构自身的容错能力和抗干扰能力上,而且也体现在信号的编码方式和传输方式上。
    为此,汽车用网络无一例外地都采用了同步串行传输方式,数据信号多采用PWM和NRZ编码,通常位速率高于100kb/s采用NRZ编码方式,位速率低于100kb/s采用PWM编码方式。
    众多国际知名汽车公司早在20世纪80年代就积极致力于汽车网络技术的研究及应用。早期的汽车网络只不过是两个处理器之间的UART连接。
    这种串行连接使两个控制器之间能容易地共享信息,但这样的网络却无法简单地增加节点。
    北美汽车制造商和汽车工程师协会(SAE)开发了J1850,这是一个汽车网络的专用协议。
    J1850很快就成了车内联网的标准,并取代了UART串行通信。
    通用汽车公司和克莱斯勒汽车公司使用10.4kb/s可变脉宽协议的相似版本,在单根线的总线上通信。
    福特汽车公司采用速率更高的41.6kb/s PWM型,在2条线的差分总线上通信。欧洲的汽车制造商支持控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)。
    CAN最早是德国博世公司开发的,是一种最高数据速率可达到1Mb/s的实时控制总线。
与J1850一样,CAN也是采用载波传感、多路存取/碰撞分辨的仲裁协议。       当多个节点同时发送数据时,优先级低的节点重新再发,优先级最高的信息则继续传送至其目的地。
    其他的标准还有德国大众的ABUS、ISO的VAN、马自达的PALMNET等。
    汽车工程师协会(SAE)定义了三类车辆数据连接网络:
    A 类  允许节点间的同一总线进行多路信号的发送或接收,适用于低数据率汽车车身布线。
    B 类  这是数据在节点间传输的多主总线系统,可取消多余的系统组件。当需要将许多功能集成在一个模块时,最适于利用B类连接方式。
    C类  与B类的定义相同,但面向高数据率信号传输时,典型用途是发动机控制、ABS控制等实时控制系统。
    目前,J1850实际上已作为美国的国家标准,为福特和通用两大汽车公司所采用,而CAN在欧洲得到了广泛的认可和支持。
    汽车总线技术在国外已成功地运用到一些名牌高档汽车上,如奔驰、宝马、保时捷、劳斯-莱斯、美洲豹等。
    一些公司也对汽车总线传输制定了进一步的标准,如美国的SAEJ1708、J1787、J1792及最新的J1939,各大公司还在不断地推出新的总线形式及相关标准。

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