智聯(lián)網(wǎng)汽車技術(shù) 課件 10.1.1汽車網(wǎng)絡(luò)的分類及汽車總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

汽車網(wǎng)絡(luò)的分類及總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)項(xiàng)目四汽車信息交互系統(tǒng)任務(wù)10車載通信技術(shù)主講人：朱巨蓮智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)課程導(dǎo)入“網(wǎng)絡(luò)”這個(gè)詞大家肯定都不陌生吧，那你們知道車載網(wǎng)絡(luò)嗎？今天我們要一起來探索汽車有哪些通信網(wǎng)絡(luò)。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解汽車網(wǎng)絡(luò)的基本分類01理解不同類型的汽車總線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和功能02激活舊知什么是汽車網(wǎng)絡(luò)？汽車通過各種網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)控制單元連接在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和共享，就好像汽車的中樞神經(jīng)系統(tǒng)一樣。探索新知汽車網(wǎng)絡(luò)的分類目前存在多種汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，為了方便研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用。SAE車輛網(wǎng)絡(luò)委員會將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)劃分為A、B、C三類。探索新知汽車網(wǎng)絡(luò)的分類面向傳感器/執(zhí)行器控制的低速網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)率只有1-10kbit/s。主要應(yīng)用于電動(dòng)門窗、中控鎖、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明等控制。ClassA：位速率<10kbit/s如：Lin、J1587/J1708/J1922,BEAN,IIC,…A類探索新知汽車網(wǎng)絡(luò)的分類面向獨(dú)立模塊間數(shù)據(jù)共享的中速網(wǎng)絡(luò)，位速率一般為10-125kbit/s。主要應(yīng)用于電子車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)。ClassB:10kbit/s<位速率<125kbit/s如：J1850,LS-CAN,FT_CAN,…B類探索新知汽車網(wǎng)絡(luò)的分類面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)，最高位速率可達(dá)1Mbit/s，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器的動(dòng)力控制、防滑控制、懸架控制等系統(tǒng)，以簡化分布式控制和進(jìn)一步減少車身線束。ClassC:100kbit/s<位速率<1Mbit/s如：HS_CANC類探索新知汽車網(wǎng)絡(luò)的分類由于汽車電子的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)總線的種類也層出不窮，迄今為止已經(jīng)有超過40種的網(wǎng)絡(luò)總線。根據(jù)當(dāng)初SAE的定義，有些網(wǎng)絡(luò)總線已經(jīng)很難歸類為A、B、C任何一種網(wǎng)絡(luò)中，沿襲SAE的定義，又有了D、E類網(wǎng)絡(luò)。探索新知1.總線的概念在CPU、存儲器和I/O口之間傳遞信息的一組信號線，是進(jìn)行信息傳送的公共通路。

任何一個(gè)微處理器都要與一定數(shù)量的部件和外圍設(shè)備連接，但如果將各部件和每一種外圍設(shè)備都分別用一組線路與CPU直接連接，那么連線將會錯(cuò)綜復(fù)雜，甚至難以實(shí)現(xiàn)。探索新知1.總線的概念為了簡化硬件電路設(shè)計(jì)、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，常用一組線路，配置以適當(dāng)?shù)慕涌陔娐?，與各部件和外圍設(shè)備連接，這組共用的連接線路被稱為總線。探索新知1.總線的概念采用總線結(jié)構(gòu)便于部件和設(shè)備的擴(kuò)充，尤其制定了統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn)則容易使不同設(shè)備間實(shí)現(xiàn)互連。探索新知2.總線的工作原理當(dāng)總線空閑（其他器件連接在總線上）且一個(gè)器件要與目的器件通信時(shí)，發(fā)起通信的器件驅(qū)動(dòng)總線，發(fā)出地址和數(shù)據(jù)。其他連接在總線上的器件如果收到與自己相符的地址信息后，即接收總線上的數(shù)據(jù)。發(fā)送器件完成通信，將總線讓出。探索新知2.總線的工作原理20世紀(jì)80年代初，汽車領(lǐng)域提出了基于串行數(shù)據(jù)總線體系結(jié)構(gòu)的車內(nèi)信息交互方式——車載網(wǎng)絡(luò)。探索新知2.總線的工作原理并由最初借助通用微處理器/微控制器集成的通用串行數(shù)據(jù)總線，逐漸過渡到根據(jù)汽車具體情況，在微處理器/微控制器中定制專用串行數(shù)據(jù)總線，如CAN、Byteflight和FlexRay等都是為汽車定制的專用串行數(shù)據(jù)總線。探索新知3.典型的汽車總線網(wǎng)絡(luò)表10-1典型的汽車總線網(wǎng)絡(luò)分類適合領(lǐng)域適合通信技術(shù)低端控制系統(tǒng)包括僅需要簡單串行通信的ECU、智能傳感器、執(zhí)行器等。LIN總線底盤及車身控制系統(tǒng)包括傳統(tǒng)的車身控制和動(dòng)力傳動(dòng)控制，電噴ECU控制系統(tǒng)、ABS、自動(dòng)變速箱等CAN總線高安全線控系統(tǒng)(X-By-Wire)包括安全性要求很高的剎車和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通訊要求高容錯(cuò)性、高可靠性和高實(shí)時(shí)性。TTCAN、FLexRay、TTP等信息娛樂系統(tǒng)要求有高速率和高帶寬，如媒體播放器、導(dǎo)航系統(tǒng)等信息娛樂設(shè)備之間的互連需要更高速通信協(xié)議。MOST(MediaOrientedSystemTransport)、D2B和IDB-1394等探索新知典型汽車總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（1）LIN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：采用主從結(jié)構(gòu)，即一個(gè)主機(jī)多個(gè)從機(jī)。圖10-1主從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索新知典型汽車總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（2）CAN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖10-2總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索新知典型汽車總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（3）FlexRayFlexRay是BMW和DaimlechrysIer為了和半導(dǎo)體制造商合作而聯(lián)合提出的一個(gè)為車上應(yīng)用系統(tǒng)高層網(wǎng)絡(luò)和線控系統(tǒng)開發(fā)的通信標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：可以采用多種形式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。探索新知典型汽車總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（3）FlexRay（1）雙通道總線型結(jié)構(gòu)（2）雙通道星型結(jié)構(gòu)（3）總線、星型混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)探索新知典型汽車總線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（4）MOST多媒體網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：可以采用多種形式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括星形和環(huán)形或菊花鏈。MOST利用一根光纖，最多可以同時(shí)傳送15個(gè)頻道的CD質(zhì)量的非壓縮音頻數(shù)據(jù)。在一個(gè)局域網(wǎng)上，最多可以連接64個(gè)節(jié)點(diǎn)(裝置)。即時(shí)檢測小測試讓我們通過一些實(shí)際案例來應(yīng)用我們對汽車網(wǎng)絡(luò)及其分類的理解。舉個(gè)例子，假設(shè)你是一名汽車工程師，你正在設(shè)計(jì)一個(gè)新的汽車控制系統(tǒng)。根據(jù)你的需求，你會選擇哪種汽車網(wǎng)絡(luò)呢？為什么？小結(jié)我們了解到SAE車輛網(wǎng)絡(luò)委員會將汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)