车载网络技术考试简答题集

1、请说明CAN数据传输系统的优点主要体现在哪几个方面？

答：数据总线与其他部件组合在一起就成为数据传输系统，CAN数据传输系统的优点是： 1.将传感器信号线减至最少，使更多的传感器信号进行高速数据传递。 2.电控单元和电控单元插脚最小化应用，节省电控单元的有限空间。 3.如果系统需要增加新的功能，仅需软件升级即可。 4.各电控单元的监测对所连接的CAN总线进行实时监测，如出现故障该电控单元会存储故障码。 5.CAN数据总线符合国际标准，以便于一辆车上不同厂家的电控单元间进行数据交换。

2、说明典型车载网络系统的组成。

答：典型的汽车车载网络系统的结构有ABS模块、动力系统控制模块(PCM)、电子自动温度控制(EATC)、集成控制板(ICP)、虚像组合仪表、照明控制模块(LCM)、驾驶员座椅模块(DSM)、驾驶员车门模块(DDM)、移动电话模块、汽车动态模块。

3、解释CAN、多路传输、数据总线的含义。

答：1).CAN-BUS（控制局域网），是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初，CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通信，在车载各电控装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。2).数据总线是模块间运行数据的通道，数据总线可以实现在一条数据线上传递的信号可以被多个系统（控制单元）共享，从而最大限度地提高系统整体效率，充分利用有限的资源。如果系统可以发送和接收数据，则这样的数据总线就称之为双向数据总线。3).多路传输用SWS表示，是指在同一通道或线路上同时传输多条信息，事实上，数据信息是依次传输的，但速度非常快，似乎就是同时传输的。

4、什么是通信协议？车载网络协议标准有那些？

答：通信协议是指通信双方控制信息交换规则的标准、约定的集合，即指数据在总线上的传输规则。车载网络协议标准有：A类，低速、<10k bit/s、应用于只需传输少量数据的场合，如控制行李箱开启和关闭。B类中速，10～125 Kbit/s、应用于一般的信息传输场合，例如仪表。C类高速，125K～l Mbit/s、应用于更严格的实时控制场合及多媒体控制。D类高速，高速，>1Mbit/s 、应用于更严格的实时控制场合及多媒体控制。E类高速，>5Mbit/s、应用于车辆被动安全性领域，例如乘员的安全系统。

5、什么是汽车嵌入式系统？

答：汽车电子系统是用传感器、微控制器、执行器、及其他零部件组成的电控系统。汽车电子系统的核心是嵌入式系统。面向被控对象、嵌入到实际应用的系统中、实现嵌入式应用的计算机系统被称为嵌入式计算机系统，简称为嵌入式系统。作为嵌入式系统在汽车上的具体体现，整个汽车电子系统是以ECU 为单元，在车载网络技术的连通下构成一个协同控制车辆运行的车载电子控制系统。嵌入式系统的硬件主要包括嵌入式处理器、电源系统、A/D和D/A转换、通信模块等。

7、什么是单片机？MCS-51单片机内部的基本组成及引脚功能？

答：单片机，又称微控制器或嵌入式计算机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/输出( I/O)接口电路、定时器/计数器等部件制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的基本功能。MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，它包括(1)电源及时钟引脚（4个），(2)控制线引脚（4个），(3)并行I/O引脚（32个，分成4个8位口）。

8、简要说明CAN数据总线系统的结构和工作原理。

CAN数据总线系统的工作建立在通信协议的基础上， CAN通信协议主要描述各控制单元间的信息传递方式。CAN的模型由数据链路层和物理层组成。各控制单元间的数据传输实际上发生在物理层之间，且各电控单元只通过模型物理层的物理介质互连。CAN最常用的物理介质是双绞线。信号使用差分电压传送，两条信号线被称为CAN-H和CAN-L，即CAN的高位数据线和低位数据线。静态时，两线电压均约为2.5V，此时状态表示为逻辑“1”，也可叫做“隐性”位；工作时， CAN-H比CAN-L高，表示逻辑“0”，称为“显性”位。不管信息量的大小，系统内所有的信息都是通过这两条数据线传输的。

9、简要说明LIN系统的结构和工作原理。

LIN协议在同一总线上的最大节点数量为16，系统中两个电控单元之间的最大距离为40m。LIN网络一般使用一根单独的铜线作为传输介质。一个LIN电控单元拥有一个统一的接口（LIN标准），以便与其他LIN电控单元之间进行信息数据处理。这种接口主要由两部分组成：协议控制器和线路接口。一个LIN 电控单元所使用的传输方式与CAN网电控单元所使用的传输方式是相同的，都包括定时传输模式，事件传输模式和混合模式3种。

10、简要说明VAN系统的结构和工作原理。

VAN数据总线系统协议的研发是出于连接各个复杂通信系统的目的，同时也是为了使简单元件和支线连接成总线，以保证网络传输的节奏。VAN数据总线系统的典型结构如图所示。一个VAN数据总线系统电控单元拥有一个标准接口（VAN标准），以便于与其他VAN数据总线系统电控单元之间进行信息数据处理。这种结构由协议控制器和线路接口两个主要部分组成。VAN数据总线系统协议是一种只需要中等通信速率的通信协议，适用于车身功能和车辆舒适性功能的管理。

11、简要说明LAN系统的结构和工作原理。

最常见的LAN的类型是采用同轴电缆的总线型/树形网络，当然也可以选择采用双绞线、同轴电缆甚至光纤的环形网。LAN的传输速率为1Mbit/s～20Mbit/s，足以满足大部分的应用要求，并且允许相当多的设备共享网络。LAN常用的拓扑结构有3种：星形、环形、总线型/树形。如丰田公司在汽车上配置

了由5个ECU组成的LAN系统，在LAN系统中采用了通信和驱动器/接收器IC，并用一根带屏蔽的双绞线电缆作为通信总线，通信总线在车内布成环形，将5个ECU当作节点与其相连接。

12、简要说明MOST数据总线系统的结构和工作原理。

MOST系统是以近于数字电话交换机等使用的“帧同步传送”技术为基础的，因此，通过简单的硬件就可以实现流动型数据的同步传送，只会产生完全可以预测到的最小限度的滞后。MOST系统利用一根光纤，最多可以同时传送15个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上，最多可以连接64个节点（装置）。从拓扑方式来看，基本上为一个环形拓扑。这种拓扑的优点是在增加节点时，不需要手柄及开关，而且光纤没有集中在某特定装置的附近，可以节省光纤。从实际的装车情况来看，光纤正对着连接各电子设备的网络。此外， MOST系统采用光纤的另一个优点是：光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。

13、汽车为什么要使用蓝牙系统？简要说明车载蓝牙系统的结构和工作原理。

在过去，移动装置之间的信息交换只能通过导线或红外线技术来实现，这种非标准连接严重限制了移动的范围，且使用也很复杂。Bluetooth（蓝牙）技术可为不同厂家生产的移动装置提供一个标准的无线连接方式。车载蓝牙系统的短距离无线电收发器（发射器和接收器）直接安装在所选用的移动装置内或集成在适配器（如PC卡、USB等）内。蓝牙系统使用2.45GHz的波段来进行无线通信，该波段在全世界范围内都是免费的。由于该频率的波长非常短，因此可将天线、控制装置和编码器、整个发送和接收系统等装置集成到蓝牙模块上。

14、为什么要使用网关？

答：由于总线功能日益强大，需要大量的数据信息在不同速度的数据总线之间进行传输。而且他们传输速度是不一样的，不能直接进行信息的传递，就像不同车的速度是不一样的。例如动力总线传输速度是500Kbit/s，而车身总线传输速度是100Kbit/s。多各控制单元组成的网络使用不同传输速度总线，不能相互进行通信。为了使采用不同协议及速度的数据总线之间实现无差错的数据传输，必须要用一种具有特殊功能的计算机，这种计算机就叫做网关。

15、说出网关的工作原理。

答：网关是将不同传输速度的总线连接在一起，使他们相互之间进行传递数据信息，还要将不同类型的总线系统连接起来。不同速度的总线发送的信息数据先到达网关处。各信息数据的传输速度、数据量和优先级信息都在网关中进行过滤，必要时将信息暂时存储起来。网关根据网关的规定和转换表的规定为相关总线系统转换信息数据。按照信息的优先权进行信息的转换，将优先级数据信息优先发送到相关的控制单元，信息到达其目标地址。不是优先级的信息将保存在网关存储器内，稍后再发送保留的信息。

16、总线系统出现故障存储在什么控制单元中？

答：总线系统在工作时会将有关数据信息保存在网关存储器内。如果总线系统出现故障，故障信息就会存入相应的控制单元故障存储器内和网关内。要对总线系统进行检测时，使用检测仪使可在网关中读出总线系统的信息。网关有存储功能，通过自诊断功能还可识别出不同类型总线相关的故障信息。用诊断仪读出总线故障记录后，既可按这些信息准确地查寻故障。

17、说出网关的分类。

答：对于网关来说，它可以是一个单独的硬件控制器，而独立的网关（诊断接口同时使用K线和CAN 总线诊断），也可以“寄生”在某个控制器（如组合仪表）内。因此有组合仪表网关和单独的网关。18、CAN-BUS的导线如何维修？

答：为了确定故障，需要从线连接点上分开一个控制单元。为了不破坏线连接点，则需要断开通向该控制单元的CAN总线。在维修CAN总线时，要求断开线点距离插接器至少100mm，两个维修点之间至少间隔100mm，维修点的非缠绞长度不得超过50 mm。

六、简述题

1、请画出一汽宝来（BORA）轿车车载网络系统简图，并说明该车动力传动系统网络故障的诊断分析步骤

①诊断条件已查询出CAN数据总线的一个故障码。

②必备工具仪表检测盒VAG1598/31、万用表VAG1526、成套辅助接线VAG1594和电路图。

③诊断步骤关闭点火开关，拔开发动机控制单元插头，将VAG1598/31插到控制单元，此时不要连接线束插头。使用万用表测量58针与60针之间的电阻，这是数据传递终端的电阻值，规定值为60～72 Ω，如不符合规定应更换发动机控制单元，如符合规定应按照电路图测量数据总线的故障点。

1、车载网络系统的优点？

答：①布线简化，降低成本；②电控单元间的交流更加简单和快捷③传感器数目减少，实现资源共享；

③提高汽车总体运行可靠性。

2、按照你的理解，说一说汽车为什么要使用车载网络系统？

答：1）汽车空间内布线越来越困难，增加了汽车的装配难度，限制了功能的扩展；2）线束和插接件的增加使的汽车维修人员对车辆进行故障诊断和维修的难度增加；3）导线质量的增多，使油耗增加； 4）为了提高汽车综合控制的准确性，控制系统迫切需要输入、输出信号/数据共享。

3、在奥迪车系的车载网络系统中，网关安装在车上什么位置？它的作用是什么？

答：网关位置：安装在手套箱后面的模块架上或集成在仪表内。网关的作用：作为诊断网关，在不改变数据的情况下，将驱动总线、舒适总线、信息总线的诊断信息传递到K线。作为数据网关，使连接在不同的数据总线上的控制单元能够交换数据。

4、请列出CAN数据总线传输数据中的数据帧和远程帧的区别。

答：数据帧和远程帧的区别：

1)数据帧的功能是将数据从发送器传到接收器，而远程帧的功能是将数据请求从发送器传到接收器；

2)数据帧由7个不同的域组成，而远程帧由6个不同的域组成，没有数据域；

3)数据帧中远程发送请求位是“显性”的，而远程帧中的远程发送请求位是“隐性”的；

4)数据帧中的数据长度代码与数据域中字节数量有关，而远程帧中的数据长度代码是不受制约的。

5、按照你的理解，说一说汽车为什么要使用网络系统？

答：很多汽车采用了多个电控系统，如果每一个电控系统都独立配置一整套相应的传感器、执行器，势必造成导线、插接件数量的不断增多，使得在有限的汽车空间内布线越来越困难，线束和插接件的增加使得汽车维修人员对车辆进行故障诊断和维修的难度增加；同时油耗增加，成本提高。为了提高汽车综合控制的准确性，控制系统也迫切需要输入、输出信号/数据共享。当电控模块共享输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。为了简化线路，提高各电控单元之间的通信速度，汽车制造商开发设计了新的总线系统，即车载网络系统，把众多的电控单元连成网络，其信号通过数据总线的形式传输，可以达到信息资源共享的目的。

6、在奥迪车系的车载网络系统检测中，使用DSO双通道模式和单通道模式进行检测有什么区别？

①二者的接线方式不同，使用DSO双通道模式进行检测时，测出的是CAN-H线和CAN-L线的波形和电压，使用单通道模式进行检测时，测出的是CAN-H线和CAN-L线的电压差。

②单通道模式主要用于快速查看总线是否为激活状态，不利于故障查询。使用双通道模式更易于对故障进行诊断分析

7、车载网络系统的故障现象有那些？

答：当CAN总线的车辆在出现总线系统故障时，一般表现出来的故障现象会非常离奇，有时车辆上的系统会“群死群伤”、有时从多系统会“瘫痪”。

故障现象有下列三种：

(1). 整个网络失效或多个控制单位不工作或工作不正常。

(2). 不同系统、不同地方同时表现出不同的多个故障现象，且故障现象之间没有任何关联。

(3). 个别控制单元无法与诊断仪通信。

8、CAN协议的特点

答：①多主通信；②报文的发出；③系统的灵活性；④通信速度；⑤可要求远程数据；⑥错误检测功能、错误通知功能、错误还原功能；⑦故障的界定；⑧连接。

9、光纤的功能和其特点是什么？

答：光纤的功能是将在某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一控制单元的接收器；特点是光波是直线传播的，且不可弯曲，但光波在光纤内必须以弯曲的形式传播；发射器与接收器之间的距离可以达到数米远；机械应力作用（如振动、安装等）不易损坏光纤。在车内温度剧烈变化时应能保证光纤的功能。

10、接口包含那四个方面内容？分别起什么作用？

答：计算机通信接口一般包括4个方面的内容：物理、电气、逻辑和过程。 1）在物理方面，要指出连接器有多少个插脚； 2）在电气方面，要确定接口电路信号的电压、宽度及他们的时间关系； 3）在逻辑方面，包括说明为了传送如何把数据位或字符成字段，以及说明传输控制字符的功能使用等。换句话说，计算机通信接口的逻辑说明，提供了用于控制和实现穿越接口交换数据流的一种语言。

11、蓝牙技术在汽车上的应用有哪些？

答：①当汽车进入服务站时，它的蓝牙站和服务站主计算机建立连接，它和汽车计算机通过蜂窝电话系统交换信息。②服务站主计算机提醒服务人员分配任务，同时他的PC和汽车建立连接，并下载一些需要的信息。③服务人员在其PC上获得必要的工作指示，当给汽车服务时，他可通过PC控制和调节一些功能，如灯、窗户、空气、发动机参数等，也可为任何电子控制单元下载最新版本的软件。

12、汽车网络技术的发展趋势是什么？

答：(1)在汽车中应用迅速普及(2)高速、实时、容错的网络控制技术(3)多媒体、高带宽的网络(4)丰富的软件设计(5)统一网络协议。

13、车载网络系统在汽车上的应用有哪些？

答：车载网络系统在汽车上的应用非常多，按照应用系统加以划分的话，车用网络大致可以分为4个系统：动力传动系统、车身系统、安全系统、信息系统。

14、车载电脑的构成是什么？

答：ECU俗称汽车电脑。汽车电脑作为控制系统的核心，按照预定程序和数据自动地对各种传感器和开关的输入信号进行运算、分析、判断、处理，并根据信号处理的结果输出信号指令，控制执行器工作。它由输入信号处理电路、输出信号电路和微机系统构成。

六、分析题：

网关信息传输过程如下图图1所示，请根据图来描述一下信息从驱动系统CAN总线到舒适系统CAN总线的传输过程。

答：车外温度由保险杠内的温度传感器传送到仪表板控制单元，仪表板控制单元与驱动系统CAN总线连接。发动机数据（如冷却液温度、发动机转速等）由发动机控制单元测量并提供给驱动系统CAN总线。在网关中驱动系统CAN总线的信息被转换到舒适系统CAN总线上，空调控制单元读取这些信息并将它用

基本概念编辑

对应关系

多项式和二进制数有直接对应关系：X的最高幂次对应二进制数的最高位，以下各位对应多项式的各幂次，有此幂次项对应1，无此幂次项对应0。可以看出：X的最高幂次为R，转换成对应的二进制数有R+1位。

多项式包括生成多项式G(X)和信息多项式C(X)。

如生成多项式为G(X)=X4+X3+X+1，可转换为二进制数码11011。

而发送信息位1111，可转换为数据多项式为C(X)=X3+X2+X+1。

生成多项式

是接受方和发送方的一个约定，也就是一个二进制数，在整个传输过程中，这个数始终保持不变。

在发送方，利用生成多项式对信息多项式做模2除生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2除检测和确定错误位置。

应满足以下条件：

A、生成多项式的最高位和最低位必须为1。

B、当被传送信息（CRC码）任何一位发生错误时，被生成多项式做除后应该使余数不为0。

C、不同位发生错误时，应该使余数不同。

D、对余数继续做除，应使余数循环。

校验码位数

CRC校验码位数= 生成多项式位数- 1。注意有些生成多项式的简记式中将生成多项式的最高位1省略了。

生成步骤

1、将X的最高次幂为R的生成多项式G(X)转换成对应的R+1位二进制数。

2、将信息码左移R位，相当于对应的信息多项式C(X)*2R。

3、用生成多项式（二进制数）对信息码做除，得到R位的余数(注意：这里的二进制做除法得到的余数其实是模2除法得到的余数，并不等于其对应十进制数做除法得到的余数。)。

4、将余数拼到信息码左移后空出的位置，得到完整的CRC码。

例】假设使用的生成多项式是G(X)=X3+X+1。4位的原始报文为1010，求编码后的报文。

解：

1、将生成多项式G(X)=X3+X+1转换成对应的二进制除数1011。

2、此题生成多项式有4位（R+1）(注意：4位的生成多项式计算所得的校验码为3位，R为校验码位数)，要把原始报文C(X)左移3（R）位变成1010 000

3、用生成多项式对应的二进制数对左移3位后的原始报文进行模2除（高位对齐），相当于按位异或：

1011

1000

1011

------------------

0011

得到的余位011，所以最终编码为：1010 011

任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。例如：代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+1，而多项式为x5+x3+x2+x+1对应的代码101111。

原则编辑

若设码字长度为N，信息字段为K位，校验字段为R位(N=K+R)，则对于CRC码集中的任一码字，存在且仅存在一个R次多项式g(x)，使得

V(x)=A(x)g(x)=xRm(x)+r(x);

其中: m(x)为K次原始的信息多项式，r(x)为R-1次校验多项式（即CRC校验和），g(x)称为生成多项式：

g(x)=g0+g1x1+ g2x2+...+g(R-1)x(R-1)+gRxR

发送方通过指定的g(x)产生CRC码字，接收方则通过该g(x)来验证收到的CRC码字。生成方法编辑

借助于多项式除法，其余数为校验字段。

例如：信息字段代码为: 1011001；对应m(x)=x6+x4+x3+1

假设生成多项式为：g(x)=x4+x3+1；则对应g(x)的代码为: 11001

x4m(x)=x10+x8+x7+x4对应的代码记为：10110010000；

采用多项式除法: 得余数为: 1010 (即校验字段为：1010）

发送方：发出的传输字段为: 1 0 1 1 0 0 1 1010

信息字段校验字段

接收方：使用相同的生成码进行校验:接收到的字段/生成码（二进制除法）

如果能够除尽，则正确，

给出余数（1010）的计算步骤：

除法没有数学上的含义，而是采用计算机的模二除法，即，除数和被除数做异或运算。进行异或运算时除数和被除数最高位对齐，按位异或。

10110010000

^11001

--------------------------

1111010000

^11001

------------------------

111000

^11001

-------------------

001010

则四位CRC校验码就为：1010。

利用CRC进行检错的过程可简单描述为：在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码)，附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去。在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。这个规则，在差错控制理论中称为“生成多项式”。算法编辑

在代数编码理论中，将一个码组表示为一个多项式，码组中各码元当作多项式的系数。例如1100101 表示为1·x6+1·x5+0·x4+0·x3+1·x2+0·x+1，即x6+x5+x2+1。

设编码前的原始信息多项式为P(x)，P(x)的最高幂次加1等于k；生成多项式为G(x)，G(x)的最高幂次等于r；CRC多项式为R(x)；编码后的带CRC的信息多项式为T(x)。