智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論課后習(xí)題

1、第六章汽車總線及車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1學(xué)習(xí)目標(biāo) i 11S能夠理解CAN總線的原理，熟悉 CAN總線在汽車中的應(yīng)用|2能夠理解LIN總線的原理，熟悉 LIN總線在汽車中的應(yīng)用|i3 i能夠理解FlexRay總線的原理，熟悉 CAN總線在汽車中的應(yīng)用14 |能夠理解MOS總線的原理，熟悉 MOS總線在汽車中的應(yīng)用H" H5 i能夠理解車載以太網(wǎng)的主要技術(shù)，熟悉車載以太網(wǎng)的應(yīng)用i本章小結(jié)本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)你已經(jīng)達(dá)成了嗎請通過思考以下問題的答案進(jìn)行結(jié)果檢驗(yàn)。序號(hào)問題自檢結(jié)果1汽車總線相對傳統(tǒng)布線有何 優(yōu)勢傳統(tǒng)的布線方式會(huì)帶來布線復(fù)雜、占用 空間、成本提高、可靠性和可維修性降低等 諸多問題。總線技術(shù)。采

2、用汽車 CAN總線技術(shù)可以 將汽車電控系統(tǒng)之間的通信線束大大減少， 從而節(jié)省了空間、降低了成本，實(shí)現(xiàn)了資源 共享，提高了系統(tǒng)工作可靠性和可維修性。2說明汽車總線分類、典型總 線和應(yīng)用場合分類：美國汽車工程師協(xié)會(huì)的汽車網(wǎng)絡(luò) 委員會(huì)按照協(xié)議特性分為 A B、C D四類。典型總線：主要包括 CANBus LINBus、 FlexRay總線和MOS四種總線。應(yīng)用場合：1) A類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器/執(zhí)行器控制 的低速網(wǎng)絡(luò)，是應(yīng)用在控制模塊與智能傳感 器或智能執(zhí)行器之間的通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于車外后視鏡調(diào)整、電動(dòng)車窗、燈光照明、智 能刮水器等控制；2) B類網(wǎng)絡(luò)是面向獨(dú)立模塊間數(shù)據(jù)共享 的中速網(wǎng)絡(luò)，主要應(yīng)用于車

3、身電子舒適性模 塊、儀表顯示等系統(tǒng)；3) C類網(wǎng)絡(luò)是面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制 的多路傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要應(yīng)用于牽引力控制、 發(fā)動(dòng)機(jī)控制、ABS ESP等系統(tǒng)；4) D類網(wǎng)絡(luò)是面向多媒體信息的高速傳 輸網(wǎng)絡(luò)，主要應(yīng)用于車載視頻、車載音響、 車載電話、導(dǎo)航等影音信息娛樂系統(tǒng)；5) E類網(wǎng)絡(luò)是面向汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)的 高速、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，用于車輛被動(dòng)性安全領(lǐng)域。3說明CAN節(jié)點(diǎn)向總線上發(fā)送節(jié)點(diǎn)1的微控制器1對傳感器1進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)的流程和從總線上接收數(shù)據(jù) 的流程據(jù)采集，然后將傳感器 1對應(yīng)的數(shù)字信號(hào)附 加一個(gè)數(shù)據(jù)ID號(hào)發(fā)送給CAN控制器1 , CAN 控制器1對數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，然后將數(shù)據(jù)包發(fā) 送給CAN收發(fā)器1, CA

4、N收發(fā)器1再將其數(shù)字 信號(hào)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的 CAN總線電壓信號(hào)，從而 完成數(shù)據(jù)發(fā)送過程；當(dāng)節(jié)點(diǎn)n從CAN總線上接收到電壓信號(hào)后，首先由CAN收發(fā)器n將總線電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后 將其數(shù)字信號(hào)發(fā)送給 CAN控制器n；CAN控制 器n首先對其收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行“驗(yàn)收濾 波”，判斷收到的信號(hào)是否是自身節(jié)點(diǎn)需要 的數(shù)據(jù)，若是，則接受此數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行解 包，為節(jié)點(diǎn)n的微控制器n提供有效數(shù)據(jù)(節(jié) 點(diǎn)1的傳感器信號(hào))，微控制器n可根據(jù)節(jié)點(diǎn) 1的傳感器信號(hào)控制執(zhí)行器 n動(dòng)作；否則， 節(jié)點(diǎn)n放棄此次收到的 CAN數(shù)據(jù)。4CAN總線是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)仲 裁的1) CAN總線的多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線上發(fā) 送數(shù)據(jù)時(shí)，總線

5、上的結(jié)果是多個(gè)數(shù)據(jù)的“邏 輯與”值。2) CAN收發(fā)器具有“邊說邊聽”功能， 即節(jié)點(diǎn)向CAN總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)也能 監(jiān)聽到總線上的數(shù)據(jù)。5CAN總線是如何實(shí)現(xiàn)驗(yàn)收濾 波的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的CAN控制器中都有兩個(gè)寄存 器：驗(yàn)收代碼寄存器和驗(yàn)收屏蔽寄存器。當(dāng) 某節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)收屏蔽寄存器設(shè)置為“有關(guān)” 時(shí)，則該節(jié)點(diǎn)只能接受數(shù)據(jù)ID號(hào)與自身驗(yàn)收 代碼寄存器內(nèi)容完全相同的數(shù)據(jù)；當(dāng)某節(jié)點(diǎn) 的驗(yàn)收屏蔽寄存器設(shè)置為“無關(guān)”時(shí)，則該 節(jié)點(diǎn)“來者不拒”，可接受數(shù)據(jù)ID號(hào)為任意 值的數(shù)據(jù)，這就是所謂的CAN驗(yàn)收濾波原理。 借助驗(yàn)收濾波功能，可以靈活實(shí)現(xiàn)CAN總線的“點(diǎn)對點(diǎn)”、“一點(diǎn)對多點(diǎn)(廣播)”的 數(shù)據(jù)通信方式。6CAN

6、總線具有咼可靠性、安全 性和實(shí)時(shí)性，其具體表現(xiàn)有哪些1) CAN總線采用雙絞線和差分電壓方式， 對外抗干擾，同時(shí)又不對外產(chǎn)生干擾。2) CAN總線采用“邊說邊聽”方式的無破壞 性仲裁。3) CAN總線采用短幀格式，核心的數(shù)據(jù) 最多8個(gè)字節(jié)，從而保證實(shí)時(shí)性和可靠性。4) CAN總線采用先進(jìn)的循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC，保證可靠性。5）CAN總線采用幀內(nèi)應(yīng)答，保證實(shí)時(shí)性。7CAN總線在智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng) 用中存在哪些挑戰(zhàn)在引入信息娛樂系統(tǒng)和基于視頻的ADAS高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)時(shí)，這些應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸 帶寬要求明顯咼于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。CAN總線通信缺乏加密和訪問控制機(jī)制， 缺少認(rèn)證和消息驗(yàn)證機(jī)制，無法識(shí)別和警告

7、 異常消息。8LIN總線和CAN總線有何區(qū) 別LIN總線是一種輔助的串行通信總線網(wǎng) 絡(luò)，多用于不需要 CAN總線的帶寬和多功能 的場合，在車載網(wǎng)絡(luò)中，LIN處于低端，與CAN以及其他B級(jí)或C級(jí)網(wǎng)絡(luò)比較，它的傳 輸速度低、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉；在汽車上， LIN與這些網(wǎng)絡(luò)是互補(bǔ)的關(guān)系。9LIN總線有幾種信息傳輸模 式LIN總線共有3種信息傳輸模式1）主節(jié)點(diǎn)請求從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)2）主節(jié)點(diǎn)向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)3）從節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)10MOST總線在汽車中采用什么 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在MOST總線中，各個(gè)終端設(shè)備（節(jié)點(diǎn)、 控制單元）之間通過一個(gè)數(shù)據(jù)只沿一個(gè)方向 傳輸?shù)沫h(huán)形總線連接，音頻、視頻信息在環(huán) 形總線上循環(huán)，并由每個(gè)

8、節(jié)點(diǎn)（控制單兀） 讀取和轉(zhuǎn)發(fā)。各個(gè)控制單元之間通過光導(dǎo)纖 維相互連接而形成一個(gè)封閉環(huán)路，因此每個(gè) 控制單兀擁有兩根光導(dǎo)纖維，一根光導(dǎo)纖維 用于發(fā)射器，一根光導(dǎo)纖維用于接收器。11FlexRay總線有哪些優(yōu)點(diǎn)和 應(yīng)用FlexRay是一種用于汽車的高速、可確 定性的、具備故障容錯(cuò)能力的總線技術(shù)，它 將事件觸發(fā)和時(shí)間觸發(fā)兩種方式相結(jié)合，具 有高效的網(wǎng)絡(luò)利用率和系統(tǒng)靈活性特點(diǎn)，可 以作為新一代汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)絡(luò)。12目前車載以太網(wǎng)物理層技術(shù) 有哪些（1）適合車輛環(huán)境的以太網(wǎng)物理層兀件；（2）BroadR-Reach 的 100 Mbit/s 汽車 以太網(wǎng)解決方案；（3）IEEE RTPGE 及 PoE 技術(shù)。13車載以太網(wǎng)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車 中有哪些優(yōu)勢1）低成本下的咼帶寬。新的汽車功能需 要的是更加開放、高速，車載以太網(wǎng)有助于減少功耗，線束重量和部署成本。2） 支持不同應(yīng)用的多種協(xié)議和功能。以太網(wǎng)可以冋時(shí)支持 AVB TCP/IP、DOIP