汽車總線技術(shù)介紹.ppt

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1、,,,隨著21世紀(jì)汽車電子技術(shù)的發(fā)展，車用電子設(shè)備的不斷增加對汽車的綜合布線和信息的交互共享提出了更高的要求。由于汽車內(nèi)部電子控制單元大量引入，為了提高信號的利用率，要求大批的數(shù)據(jù)信息可以在不同的電子單元中共享，汽車綜合控制系統(tǒng)中大量的控制信號需要實(shí)時交換。傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，因此必須采用先進(jìn)的總線技術(shù),何為總線,所謂總線（Bus）,一般指通過分時復(fù)用的方式，將信息以一個或者多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。 現(xiàn)場總線（Fieldbus）是用于過程自動化和制造自動化最底層的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。 車用總線是指

2、用于車載網(wǎng)絡(luò)中底層的車用設(shè)備或車用儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)，目前汽車應(yīng)用的通信網(wǎng)絡(luò)包括CAN總線、MOST總線、LIN總線和FlexRay總線等,,,,上圖為汽車節(jié)點(diǎn)的傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)通訊方式拓?fù)鋱D,常規(guī)布線方法的缺點(diǎn),增加汽車布線中所用銅線，從而增加成本以及汽車重量。 點(diǎn)對點(diǎn)布線方法使得故障的查找相當(dāng)?shù)穆闊?，不便于維修。 若想在車上增加一兩種新的功能，或者將某個落后的電器配件更新，將會使本來很亂的布線更加復(fù)雜。,LIN 總線,LIN(Local Interconnect Network)是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制，LIN 的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)(例如 CAN 總線

3、)提供輔助功能。因此，LIN總線是一種輔助的總線網(wǎng)絡(luò)，在不需要 CAN 總線的帶寬和多功能的場合，比如智能傳感器和制動裝置之間的通訊。,LIN主要用作CAN等高速總線的輔助網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)絡(luò)，能為不需要用到CAN的裝置提供較為完善的網(wǎng)絡(luò)功能，包括空調(diào)控制（Climate Control）、后視鏡（Mirrors）、車門模塊（Door Modules）、座椅控制（Seats）、智能性交換器（Smart Switches）、低成本傳感器（Low-cost Sensors）等。在帶寬要求不高、功能簡單、實(shí)時性要求低的場合，如車身電器的控制等方面，使用LIN總線可有效的簡化網(wǎng)絡(luò)線束、降低成本、提高網(wǎng)絡(luò)通訊效

4、率和可靠性。,通訊概念,LIN包含一個宿主節(jié)點(diǎn)和一個或多個從屬節(jié)點(diǎn)。所有節(jié)點(diǎn)都包含一個被分解為發(fā)送和接收任務(wù)的從屬通訊任務(wù)，而宿主節(jié)點(diǎn)還包含一個附加的宿主發(fā)送任務(wù)。在實(shí)時LIN中，通訊總是由宿主任務(wù)發(fā)起的。 宿主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個包含同步中斷、同步字節(jié)和消息識別碼的消息報頭。從屬任務(wù)在收到和過濾識別碼后被激活并開始消息響應(yīng)的傳輸。響應(yīng)包含兩個、四個或八個數(shù)據(jù)字節(jié)和一個檢查。報頭和響應(yīng)部分組成一個消息幀。,LIN總線上的所有通訊都由主機(jī)節(jié)點(diǎn)中的主機(jī)任務(wù)發(fā)起，主機(jī)任務(wù)根據(jù)進(jìn)度表來確定當(dāng)前的通訊內(nèi)容，發(fā)送相應(yīng)的幀頭，并為報文幀分配幀通道?？偩€上的從機(jī)節(jié)點(diǎn)接收幀頭之后，通過解讀標(biāo)識符來確定自己是否應(yīng)該對

5、當(dāng)前通訊做出響應(yīng)、做出何種響應(yīng)?；谶@種報文濾波方式，LIN可實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)傳輸模式，且一個報文幀可以同時被多個節(jié)點(diǎn)接收利用,,,,這樣的通訊機(jī)制帶來了非常理想的效果： 系統(tǒng)靈活性：在LIN網(wǎng)絡(luò)中可以直接增加節(jié)點(diǎn)而不需要對其它從機(jī)節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件進(jìn)行修改； 報文路由： 報文的內(nèi)容由標(biāo)識符定義； 廣播： 多個節(jié)點(diǎn)可以同時接收一個單獨(dú)的報文幀，并對報文作出反應(yīng)。,LIN在汽車中的應(yīng)用,車門控制LIN網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及其在車門上的布置如右圖所示，該網(wǎng)絡(luò)由主機(jī)節(jié)點(diǎn)、后視鏡從機(jī)節(jié)點(diǎn)、搖窗機(jī)從機(jī)節(jié)點(diǎn)、門鎖從機(jī)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。,LIN網(wǎng)絡(luò)在車鏡控制上的應(yīng)用,,,隨著汽車技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，汽車信息通信的網(wǎng)絡(luò)化是必然

6、趨勢。汽車信息通信的多樣化促進(jìn)了汽車分級制網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。LIN作為一種性能優(yōu)異、價格低廉的新型A類總線，必將進(jìn)一步促進(jìn)汽車分級制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實(shí)施和完善，推動汽車技術(shù)的發(fā)展。同時，LIN作為一個開放的協(xié)議，在工業(yè)及家電領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。,MOST(MediaOrientedSystemsTransport)面向媒體傳輸總線 雖然目前已有許多種車用電子總線，但這些傳控接口的傳輸速率表現(xiàn)，都無法足滿車用多媒體信息的運(yùn)載傳輸之需，其中LINBus只有20kbps，CANBus只有1Mbps，F(xiàn)lexRay一般而言也只有10Mbps，雙線并用才能達(dá)20Mbps，這些都不足以用來傳遞實(shí)時性的多

7、媒體信息。,MOST 總線,,然而，隨著車內(nèi)娛樂系統(tǒng)的發(fā)展、傳控技術(shù)的精進(jìn)（如：倒車影像），車用電子愈來愈需要使用多媒體式傳輸，最適合此方面的傳輸接口就屬M(fèi)OST，其次才是今日盛行的藍(lán)牙（Bluetooth）。不過，Bluetooth絕對無法全然取代MOST在車用多媒體傳輸?shù)牡匚弧?,,,2001年MOST技術(shù)首次量產(chǎn)實(shí)車 用在德國寶馬BMW的7系列車種上。,MOST優(yōu)點(diǎn),首先，MOST是實(shí)線傳輸，而且是光纖線路傳輸，而且可以是塑料光纖（比較省成本），使用光纖可以讓信息傳量加大，未來的傳輸提升潛力也較高，同時也較能堅穩(wěn)傳輸（因?yàn)闆]有接地回路，也不受電磁干擾），這些是Bluetooth的無線傳輸

8、所不及的。 其次，Bluetooth的傳輸效能也不足，即便是強(qiáng)化傳輸率（EnhancedDataRate；EDR）3倍的Bluetooth2.0也都只有3Mbps，比CANBus還低，節(jié)點(diǎn)裝置數(shù)也明顯不足。,,所以，MOST依舊會是車用電子中的最佳多媒體傳控網(wǎng)絡(luò)，Bluetooth可以作為備用輔助，可以用來傳遞簡單的音訊（如：車載免提、語音播報、娛樂音效）或GPS導(dǎo)航信息等，至于更實(shí)時性要求、更嚴(yán)苛性要求的音視訊傳輸還是需要使用MOST傳控網(wǎng)絡(luò)。,MOST發(fā)展概述,MOST傳控網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可追溯到1997年，MOST的技術(shù)概念來自當(dāng)時MOSTCooperation公司所發(fā)起的一項(xiàng)非正式合作，到了

9、1998年該公司以之前的合作為基礎(chǔ)，結(jié)合17家國際級的汽車制造商（Carmaker）與超過50家的關(guān)鍵汽車組件供應(yīng)商（KeyComponentSupplier）， 以共同研發(fā)MOST傳控技術(shù)。,MOST五大特性,MOST在制訂上完全合乎ISO/OSI的7層數(shù)據(jù)通訊協(xié)議參考模型，而在網(wǎng)線連接上MOST采用環(huán)狀拓樸，不過在更具嚴(yán)苛要求的傳控應(yīng)用上，MOST也允許改采星狀（亦稱放射狀）或雙環(huán)狀的連接組態(tài)，此外每套MOST傳控網(wǎng)絡(luò)允許最多達(dá)64個的裝置（節(jié)點(diǎn)）連接。 MOST也支持隨插即用（PlugandPlay；PnP）機(jī)制，如此就可在MOST傳控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作時直接加插裝置或移除裝置，增加擴(kuò)充、維修及

10、使用等各方面的便利性。,MOST五大特性,MOST總線基于環(huán)形拓?fù)?，從而允許共享多個發(fā)送和接收器的數(shù)據(jù)。MOST總線主控器(通常位于汽車音響主機(jī)處)有助于數(shù)據(jù)采集，所以該網(wǎng)絡(luò)可支持多個主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一個網(wǎng)絡(luò)上最多高達(dá)64個主設(shè)備。 MOST的總數(shù)據(jù)傳輸率為24.8Mbps，這已是將音視訊的串流資料與封包傳控資料一并列計，在24.8Mbps的頻寬中還可區(qū)隔成60個傳輸信道、15個MPEG-1的視訊編碼信道，這些可由傳控設(shè)計者再行組態(tài)、規(guī)劃與調(diào)配。,MOST五大特性,值得一提的是，MOST在精省成本的努力不僅是在線路材質(zhì)上，使用塑料光纖的精省法只是其一，傳輸方面也因?yàn)椴捎猛椒绞蕉恍枰O(shè)置“收

11、發(fā)緩沖”及進(jìn)行“取樣率轉(zhuǎn)換”，如此也一樣有助于成本節(jié)省。,MOST機(jī)制概述,MOST的傳控細(xì)節(jié),MOST的傳輸技術(shù)近似于公眾交換式電話網(wǎng)絡(luò)（PublicSwitchedTelephoneNetwork；PSTN），有著數(shù)據(jù)信道（DataChannel）與控制信道（ControlChannel）的設(shè)計定義，控制信道即用來設(shè)定如何使用與收發(fā)數(shù)據(jù)信道。 一旦設(shè)定完成，資料就會持續(xù)地從發(fā)送處流向接收處，過程中不用再有進(jìn)一步的封包處理程序，將運(yùn)作機(jī)制如此設(shè)計，最適合用于實(shí)時性音訊、視訊串流傳輸。,,當(dāng)然，不是所有的信息傳遞都要實(shí)時同步，例如Internet上網(wǎng)瀏覽、GPS導(dǎo)航信息等，這些資料的傳遞

12、特性是不定時的短期突增，這類型的傳輸就不需要用上前述的同步機(jī)制，而可以使用較不講究時效性的異步收發(fā)，事實(shí)上MOST傳控網(wǎng)也支持這種傳遞方式，更簡單地說，MOST同時支持與提供時效性、同步的串流傳輸與非時效性、異步的數(shù)據(jù)傳輸。,,在MOST傳控中其實(shí)存在著三種型態(tài)的傳輸：1.Control控制信息的傳輸；2.Packet非時效性的封包數(shù)據(jù)傳輸；3.Real-TimeInformation實(shí)時性的串流數(shù)據(jù)傳輸（即是指：音訊、視訊）。 若再具體說明些，其實(shí)同步性的影音傳遞最高允許達(dá)24Mbps的傳輸率，而控制傳遞與封包數(shù)據(jù)傳遞其實(shí)都被認(rèn)定為異步傳遞，異步的傳遞最高可至14.4Mbps頻寬。,,既

13、然異步數(shù)據(jù)傳遞與控制傳遞共擠“異步頻寬”，那么哪一天封包數(shù)據(jù)傳量暴增時，不就會影響到控制信息的傳量、傳速？關(guān)于此其實(shí)不用擔(dān)心，MOST傳控設(shè)計上已經(jīng)考慮到此點(diǎn)，無論如何都會保留700kbps以上的頻寬給控制用傳遞，有余裕的頻寬才會配撥給資料數(shù)據(jù)傳遞，而控制性傳輸?shù)牟糠忠脖环Q為副信道（Sub-Channel）。,,CAN 總 線,CAN（Controller Area Network）即控制器局域網(wǎng)，可以歸屬于工業(yè)現(xiàn)場總線的范疇，通常稱為CAN bus，即CAN總線，是目前國際上應(yīng)用最廣泛的開放式現(xiàn)場總線之一。 CAN 最初出現(xiàn)在汽車工業(yè)中，80年代由德國Bosch公司最先提出。最初動機(jī)是為

14、了解決現(xiàn)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。 與一般的通信總線相比，CAN總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時性和靈活性，它在汽車領(lǐng)域上的應(yīng)用最為廣泛，世界上一些著名的汽車制造廠商，都采用了CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的數(shù)據(jù)通信。,汽車的CAN總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),,CAN的工作原理,CAN總線標(biāo)準(zhǔn)包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，其中鏈路層定義了不同的信息類型、總線訪問的仲裁規(guī)則及故障檢測與故障處理的方式。 當(dāng)CAN 總線上的一個節(jié)點(diǎn)(站)發(fā)送數(shù)據(jù)時，它以報文形式廣播給網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)。 當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)要向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時，該節(jié)點(diǎn)的CPU 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自

15、己的標(biāo)識符傳送給本節(jié)點(diǎn)的CAN芯片，并處于準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)它收到總線分配時，轉(zhuǎn)為發(fā)送報文狀態(tài)。,,,,CAN 芯片將數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議組織成一定的報文格式發(fā)出，這時，網(wǎng)上的其它節(jié)點(diǎn)處于接收狀態(tài)。 每個處于接收狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)對接收到的報文進(jìn)行檢測，判斷這些報文是否是發(fā)給自己的，以確定是否接收它。 由于CAN總線是一種面向內(nèi)容的編址方案，因此很容易建立高水準(zhǔn)的控制系統(tǒng)并靈活地進(jìn)行配置?？梢院苋菀椎卦贑AN 總線中加進(jìn)一些新節(jié)點(diǎn)而無需在硬件或軟件上進(jìn)行修改。,,CAN的工作原理,CAN總線特點(diǎn),,CAN總線特點(diǎn)如下： （1）多主機(jī)方式工作，網(wǎng)絡(luò)上任意一個節(jié)點(diǎn)均可以在任意時刻主動地向網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息

16、，而不分主從，通信方式靈活。 （2）網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)（信息）可分成不同的優(yōu)先級，可以滿足不同的實(shí)時要求。 （3）采用非破壞性位仲裁總線結(jié)構(gòu)機(jī)制，當(dāng)兩個節(jié)點(diǎn)同時向網(wǎng)絡(luò)上傳送信息時，優(yōu)先級低的節(jié)點(diǎn)主動停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。,（4）可以點(diǎn)對點(diǎn)、一點(diǎn)對多點(diǎn)（成組）及全局廣播幾種傳送方式接收數(shù)據(jù)。 （5）直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)6km（速率10Kbps以下）。 （6）通信速率最高可達(dá)1MB/s（此時距離最長30m）。 （7）節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個。 （8）采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個。 （9）每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其它檢錯措施，數(shù)據(jù)出錯率極低。 （10）通信介質(zhì)可采

17、用雙絞線，同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價的雙絞線即可，無特殊要求。 （11）節(jié)點(diǎn)在錯誤嚴(yán)重的情況下，具有自動關(guān)閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。,CAN的報文及結(jié)構(gòu) 幀類型: 數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯誤幀和過載幀 數(shù)據(jù)幀：數(shù)據(jù)幀攜帶數(shù)據(jù)從發(fā)送器至接收器?？偩€上傳輸?shù)拇蠖嗍沁@個幀。 遠(yuǎn)程幀：由總線單元發(fā)出，請求發(fā)送具有同一識別符的數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）通過幀間空間與其他各幀分開。 錯誤幀：任何單元一但檢測到總線錯誤就發(fā)出錯誤幀。 過載幀：過載幀用以在先行的和后續(xù)的數(shù)據(jù)幀（或遠(yuǎn)程幀）之間提供一附加的延時。,,數(shù)據(jù)幀的標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式,37,CAN總線 位仲

18、裁技術(shù),只要總線空閑，任何單元都可以開始發(fā)送報文。 要對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理，就必須將數(shù)據(jù)快速傳送，這就要求數(shù)據(jù)的物理傳輸通路有較高的速度。在幾個站同時需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，要求快速地進(jìn)行總線分配。 如果2 個或2 個以上的單元同時開始傳送報文，那么就會有總線訪問沖突。通過使用識別符的位形式仲裁可以解決這個沖突。 CAN總線以報文為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，報文的優(yōu)先級結(jié)合在11位標(biāo)識符中，具有最低二進(jìn)制數(shù)的標(biāo)識符有最高的優(yōu)先級。這種優(yōu)先級一旦在系統(tǒng)設(shè)計時被確立后就不能再被更改?？偩€讀取中的沖突可通過位仲裁解決。,優(yōu)點(diǎn) 在網(wǎng)絡(luò)最終確定哪一個站的報文被傳送以前，報文的起始部分已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上傳送了。 所有未獲得總線讀

19、取權(quán)的站都成為具有最高優(yōu)先權(quán)報文的接收站，并且不會在總線再次空閑前發(fā)送報文。 CAN具有較高的效率是因?yàn)榭偩€僅僅被那些請求總線懸而未決的站利用，這些請求是根據(jù)報文在整個系統(tǒng)中的重要性按順序處理的。,缺點(diǎn) 由于CAN總線采用的是固定優(yōu)先級，當(dāng)所有的節(jié)點(diǎn)都隨機(jī)的向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，具有低優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)是比具有高優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)具有較大的發(fā)送失敗幾率。 每次具有較低優(yōu)先級的節(jié)點(diǎn)都會在總線競爭中失敗，從而導(dǎo)致它一個數(shù)據(jù)都發(fā)不出去，或者發(fā)送的數(shù)據(jù)有較大的延時。,,40,CAN 控制器,完成CAN規(guī)范所規(guī)定的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層大部分功能。 有微處理器接口，易于連接單片機(jī)。 結(jié)構(gòu)分兩種類型，獨(dú)立CAN控制器或集成C

20、AN控制器的單片機(jī)： 獨(dú)立CAN控制器：Philips的SJA1000、82C200、8XC592、8XCE598；Intel的82526、82527等。 集成CAN控制器的單片機(jī)：Philips的80C591/592/598、XAC37；Motorola的Pow2、PC555；Intel的196CA/CB；Silicon Lab的C8051F040047等,CAN控制器的作用,FlexRay,汽車電子化程度與日俱增，應(yīng)用在車上的ECU模塊數(shù)量也隨之增加，從而使線束也增加。汽車電子系統(tǒng)的成本已經(jīng)超過總成本的20%，并且還將繼續(xù)增加。由于汽車生產(chǎn)商對制造成本的嚴(yán)格控制，加上對車身質(zhì)量的控制，減少

21、線束已經(jīng)成為一個必須要解決的問題。另一方面，以網(wǎng)絡(luò)通訊為基礎(chǔ)的線控技術(shù)（X-by-wire）將在汽車上普遍應(yīng)用。,線控系統(tǒng),線控系統(tǒng)指的是“去除了機(jī)械和液力后備系統(tǒng)，并與安全相關(guān)的、具有容錯功能的系統(tǒng)”，將被應(yīng)用于汽車上一些與安全相關(guān)的操作中，如對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動裝置、離合器、油門、換檔等控制中，主要由執(zhí)行系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。例如線控制動系統(tǒng),用數(shù)字通信取代部分或全部制動管路，可省去很多繁瑣復(fù)雜的導(dǎo)線及閥類元件。同時在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，取消了機(jī)械傳動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向柱之間沒有機(jī)械連接。這就要求用于線控系統(tǒng)的通信系統(tǒng)必須嚴(yán)格的滿足容錯和確定性的操作，高的帶寬功能可以快速傳輸大量

22、極為詳盡的信息，從而使系統(tǒng)反應(yīng)變得非常迅速、準(zhǔn)確，這樣不但增加了反應(yīng)靈敏度，同時可以增加系統(tǒng)的安全性能。,FlexRay總線的提出及特性,如果要實(shí)現(xiàn)一個完全的線控汽車，沒有傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓系統(tǒng)，不僅要用ECU替代傳統(tǒng)的機(jī)械和液壓單元，而且傳統(tǒng)的CAN總線系統(tǒng)也不能滿足要求。CAN總線是一種事件驅(qū)動的協(xié)議，在高安全性的系統(tǒng)中，CAN缺乏必要的同步性，決定性和容錯性。 FlexRay總線是由寶馬、飛利浦、飛思卡爾和博世等公司共同制定的一種新型通信標(biāo)準(zhǔn)，專為車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計，采用基于時間觸發(fā)機(jī)制，具有高帶寬、容錯性能好等特點(diǎn)，在實(shí)時性、可靠性和靈活性方面具有一定的優(yōu)勢。 2000年9月成立的FlexR

23、ay聯(lián)盟在全球范圍推廣FlexRay通信系統(tǒng)，使其成為高級動力總成、底盤、線控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，目前FlexRay協(xié)議已經(jīng)得到業(yè)界各大汽車生產(chǎn)廠家以及汽車半導(dǎo)體公司的支持。,FlexRay總線的特點(diǎn),(1)高達(dá)10Mbit/s的帶寬，是CAN總線最大理論帶寬的10倍； (2)采用基于時間觸發(fā)的媒質(zhì)訪問機(jī)制，確定的消息傳輸延遲可以滿足實(shí)時應(yīng)用的需求； (3)提供了兩個消息傳輸通道，可用于傳輸冗余的消息，結(jié)合總線監(jiān)護(hù)器的應(yīng)用可以大大提高通信的可靠性 (4)FlexRay協(xié)議具有較強(qiáng)的靈活性，支持多種方式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，消息長度可配置，雙通道拓?fù)淇捎脕碓黾訋捇蛘邆鬏斎哂嘞ⅲ芷趦?nèi)靜態(tài)、動態(tài)消息傳輸

24、部分的時間都可隨具體應(yīng)用而改變。,,FlexRay總線數(shù)據(jù)收發(fā)采取時間觸發(fā)和事件觸發(fā)的方式，利用時間觸發(fā)通信時，網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點(diǎn)都預(yù)先知道彼此將要進(jìn)行通信的時間，接收器提前知道報文到達(dá)的時間，報文在總線上的時間可以預(yù)測出來。即便行車環(huán)境惡劣多變，干擾了系統(tǒng)傳輸，F(xiàn)lexRay協(xié)議也可以確保將信息延遲和抖動降至最低，盡可能保持傳輸?shù)耐脚c可預(yù)測。這對需要持續(xù)及高速性能的應(yīng)用(如線控剎車、線控轉(zhuǎn)向等)來說，是非常重要的。,FlexRay應(yīng)用現(xiàn)狀,基于FlexRay標(biāo)準(zhǔn)的電動車,該車通過對現(xiàn)有的電動車進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了線控控制，被認(rèn)為是業(yè)界首次試制和展示可使用FlexRay實(shí)際行駛的車輛，車輛使用2條

25、絞線連接了傳感器ECU、轉(zhuǎn)向ECU和加速與剎車ECU3個節(jié)點(diǎn)，其中傳感器ECU用來處理來自于方向盤、油門踏板和剎車踏板上的傳感器信息，這些信息，分別是用來顯示加速與剎車踩進(jìn)量的儀表和包括FlexRay信號分析儀在內(nèi)的2臺分析裝置，從整個車輛來看，總計有6個節(jié)點(diǎn)與FlexRay相連。,,BMW X5汽車首次應(yīng)用FlexRay技術(shù),德國寶馬公司在07款X5系列車型的電子控制減震器系統(tǒng)中首次應(yīng)用了FlexRay技術(shù)。此款車采用基于飛思卡爾的微控制器和恩智浦的收發(fā)器，可以監(jiān)視有關(guān)車輛速度、縱向和橫向加速度、方向盤角度、車身和輪胎加速度及行駛高度的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了更好的乘坐舒適性以及駕駛時的安全性和高速響應(yīng)

26、性，此外還將施加給輪胎的負(fù)荷變動以及底盤的振動均減至最小。,之后，寶馬X6系列車型在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上繼續(xù)使用FlexRay連接備車輪懸掛的減震器電子控制單元，根據(jù)行駛狀態(tài)來控制減震器衰減力，更好地保持車輛穩(wěn)定。,,繼寶馬公司成功將FlexRay應(yīng)用于量產(chǎn)汽車后，德國奧迪也在2010年開始量產(chǎn)的新款A(yù)8的駕駛輔助系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入FlexRay通信網(wǎng)絡(luò)。新款奧迪A8轎車采用恩智浦的FlexRay、CAN、LIN和SBC收發(fā)器打造車載網(wǎng)絡(luò)（IVN）技術(shù)，為轎車增加了高級駕駛輔助系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制和主動底盤穩(wěn)定系統(tǒng)等一系列最新應(yīng)用。恩智浦的IVN技術(shù)通過集線器連接眾多電子器件，集線器由幾根輕質(zhì)銅線構(gòu)成，不僅

27、減輕了車身重量，更節(jié)約了油耗。新款奧迪A8選用的恩智浦技術(shù)包括：1)車載網(wǎng)絡(luò)：FlexRay，CANLIN收發(fā)器，系統(tǒng)基本芯片(SBC)收發(fā)器；2)汽車娛樂 3)汽車門禁與防盜：AES加密算法和LIN接口汽車防盜系統(tǒng)，帶應(yīng)答器和擴(kuò)展內(nèi)存的無鑰搖控系統(tǒng)。,FlexRay總線研究意義與應(yīng)用前景,新型轎車的電子設(shè)備不斷增加，幾乎使CAN和LIN總線在內(nèi)的通信總線不堪重負(fù)，且線控操作等控制技術(shù)對汽車總線提出了更高的性能要求，F(xiàn)lexRay這一新的通信標(biāo)準(zhǔn)能很好的解決這一系列問題。FlexRay是由汽車制造商和芯片制造商組成的汽車工業(yè)協(xié)會制定的一項(xiàng)總線通信標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足不斷增加的電子系統(tǒng)相適應(yīng)的、性能更高的汽車總線的需求。它的創(chuàng)新功能和安全特點(diǎn)能夠使汽車系統(tǒng)安全達(dá)到一個很高的水平。,,FlexRay作為一種靈活的通訊系統(tǒng)，能夠簡化汽車電子和通信系統(tǒng)架構(gòu)，同時還可幫助汽車電子單元變得更加穩(wěn)定和可靠，從而滿足未來先進(jìn)汽車高速控制應(yīng)用的需要。同時FlexRay支持分布式控制系統(tǒng)，并且其物理層技術(shù)特點(diǎn)可以根據(jù)特定的應(yīng)用優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錂C(jī)構(gòu)，這能保證汽車環(huán)境下通信系統(tǒng)的可用性和可靠性，對于汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全具有重要的影響。因此，對FlexRay協(xié)議進(jìn)行功能和特性的分析，從而為總線技術(shù)的后續(xù)發(fā)展進(jìn)行充分的技術(shù)儲備。,