车载网络通信系统基础知识

４ 数据总线
数 据总线 是模块间 运行数 据 的通道 ， 即所 谓 的信息 高速公 路。数据总 线可 以 实 现在 一 条数 据 线 上 传 递 的信 号 能 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 。例 如 ， 常见 的 电脑键 盘 有1 0 4位 键， 可 以 发出 百 多 个不 同 的 指令 ， 但键 盘 与 主机 之 间的 数 据 连接线 却只有7根，键 盘正是依 靠这7根数据连接线上不同的电平组合（编码信号）来传递信号的。 如 果 把 这种 方 式 应用 在 汽车 电 气 系统 上 ，就可 以 大大 简 化目前的 汽车电路。可 以 通过不 同 的编 码 信 号来表示不同的开关动作信号 解码后，根据指令接通或断开对应的用电设备（前照灯、刮水器、电 动座椅 等）。这样，就能将过去一线一用的专线制改为一线多用制，大大减少了 汽车上电线的数 目 ， 缩 小了 线 束 的直 径 。当 然 ， 数据总 线还将使 计算 机 技术融 人 整个 汽车 系统 之 中，加 速 汽车智 能 化的发 展。
以汽 车 厂为 主对 新L A N进 行 研究 发 表 了 许 多新 的 L AN
第二节 常用基本术语
如果你是个初学者，许许多多的计算机专用术语，如数据总线、网络、通信协议、网关 以及各种缩略语很容易令你望而生畏。但无论如何，正是因为有了多路传输技术，当今的汽 车才能实现电子控制。运用多路传输技术，可以使汽车省去许多连接和播接器，可以减轻重 量、节省空间、改善可靠性。
J850
车 身 系统控 制 用L A N协 议 ， 以 美 国 为中 心
1M bit/s
10.4Kbit /s 41.6Kbit /s
ISO Ford Mo tor公司
LIN(Local I nterconnect Network)
IDB-C(ITS Data Bus 0n CAN )
车身系 统控制 用LAN协议， 液压组 件专用 以CAN为 基础的 控制用LAN协 议
车 载网络的名称
C AN(Controller Area N etwork)
概要 车身／动力传动系统控制用LAN协议，最 有 可 能成 为世 界 标准 的 车用L A N协议
通信速度 1Mbit/s
组织／推动单位
Robert Bosch公司(开 发)，I S O
VAN(V ehicle Area Ne twork) 车身系统控 制用L AN协议，以法国为中心
美国车 采用
V AN开发
C AN开发
欧洲车 采用
D2B D2BOptical开发 日本车 采用
J1850 VAN
S A E认可 ， IS O批 准
D2B
欧洲车 采用
发表L1N
发表YR TTP
发表Byteflight
发表TTCA N
备注 1 98 6年2 月 北 美 车 采用L AN 1986年12月欧洲 车采用LAN 1 9 8 7年 1 2月 日 本车 采 用L AN
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第一篇 车载网络通信系统基础知识
为 了实 现 音响 系 统 的数 字 化，建 立 了将 音 频 数 据与 信 号系 统 综 合在 一 起的AV网络 ， 因 为 这种 网 络需 要 将 大容 量的数 据 连续地 输 出，因 此 ，在 这种网络 上将采用 光 缆。
今后，当对汽车引入智能交通系统 （ ITS） 时 ， 由 于 要 与 车 外 交 换 数 据 ， 所 以 ， 在 信 息系 统 中 将会 采用更 大 容量的 网 络 ，例 如D2B协 议、MO S T及I EE E l3 9 4等。
主要车载网络的名称、概要、通信速度 与 组织 推 动单 位 如表1.1-1所示 。 几种 车 载 网 络的 开 发年 份 、 采用 厂 家 与发 表 年份 如 表 1.1-2所 示 。几 种 网络 的成 本比 例 及通 信 速 度如图1 .1 - 1所 示。
第一篇 车载网络通信系统基础知识
第一章 车载网络通信系统基础知识
第一节 车载网络的发展简史
从 1980年 起 ， 汽 车 内 开 始 装 用 网 络 ， 在 1983年 ， 丰 田 公 司 在 世 纪 牌 汽 车 上 最 早 采 用 了 应用光缆的车 门控制系统，实 现了多 个节点的连接通 信。此系统采用 了集中 控制方法，车身 ECU对 各 车 门 的 门 锁 、 电 动 玻 璃 窗 进 行 控 制 ， 这 是 早 期 在 汽 车 上 采 用 的 光 缆 系 统 ， 此 后 ， 在 较 长 的一 段 时间里 ， 其他公司 并没有 跟进采 用 光 缆系 统 。
《车载网络一册通》
◆◆表1.1-2几种车载网络开发年份、采用 厂家与发表年份
年份
~1986 1988 1991 1 99 2 1 99 4 1995~
2000~
车载网 络
厂家
D 2 B开 发
Phi lipsh公司
V NP开发 C AD开发
北美
MO ST开发
C CD开 发
20K bit/s 25 0Kbit/ s
L I N协 议 会 IDM论坛
TTP／C(Time Triggered P rotocol byCAN)
TTCAN (Time Triggered C AN)
Bytefl ight
FlexRav
重视安全、按用途分类的控制用LAN协议， 2Mbit/s
时分多 路复用(TDMA)
1 局域网
局域网络 是在一 个有限区 域内连 接的计 算机的网 络，简 称局域网。一般 这个区 域具有特 定 的 职 能， 通 过这 个 网络 实 现 这个 系 统内 的 资 源共 享 和信 息 通信。 连 接到 网 络上 的 节 点可 以 是 计 算 机、 基 于 这微 处 理器 的 应 用系 统 或 智能 装 置。 局 域 网一 般 的 数据 传 输速 度 在 汽车 上 的网络 是 局域网与现场总线（Field Bus）之间的一种结构。数据传输速度一般在10～103Kbit／s范围，传输距 离在几 十米 范 围。
25Mbit/s
重视安 全、按 用途分 类的控制用L AN协议 ，
时间同 步的CA N
1 Mbit/s
重 视 安 全 、 按 用 途 分 类的 控 制用L A N协 议 ，
通用时 分多路 复用( FFDMA)
10 Mbit/s
重视安全、按用途分类的控制 用LAN协议
5Mbit/s
TIT计算机技术公司
信息 系统通 信协议 ，以欧 洲为中 心，由 克莱 斯 勒 与B MW公 司 推 动
22.5Mbi t/s
IEEEE l394
信 息系统通信协议，有转化成IDBl3 94的动 向
100Mbit/s
C & C公 司 MO ST合 作组 织 1394工业 协会
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接着，美国汽车工程师学会（SAE）提出了J1850。 此 后， 日 本 也提 出 了各 种 各 样的 网 络方案， 并且丰 田、日产 、 三菱、 本田 及 马 自达公 司都已 经 处 于批 量生 产 的 阶段 ， 但没有统 一为以 车身系 统 为 主的 控 制方 式。 而 在 其 他 国 家 ， 特 别 是 欧 洲 的 厂 家 则 采 用 CAN， 同 时 发 表 文 章 介 绍 采 用 大 型 CAN网 络 的 车 型 。 由 于 他 们 在 控 制 系 统 上 都 可 以 采 用 CAN， 从 而 充 分 地 证 明 了CAN在 此 领 域 内 的 先 进性。 在 美 国 ， 通 过 采 用 SAE J1850普 及 了 数 据 共 享 系 统 ， 在 SAE中 也 通 过 了 CAN的 标 准 ， 明确地 表示 将 转向C A N协议。 随 着汽 车 技术 的 发 展， 欧 洲又 以 与CAN协 议 不同 的 思路 提 出 了控 制 系统 的 新 协议TTP（Time Triggered Protoc01），并在X-by-wire系统上开始应用。 在 此对X- b y -w ir e适 当加以 说 明。 对 飞机的 控 制系 统 来 说， 有 一 词组 为F ly- b y- wi re系 统 ，直 译 为 靠电线飞行的系统，实际上，它表示飞机的工作方式，或者说是控制方式，即将飞行员的操纵、操 作命令转换成电信号，利用计算机控制飞行的工作方式。将这种操作方式引入到汽车上，则出现了 Drive-by-wire系统，直 译为 靠 电 线行 驶 的系统 ，在汽 车 上类似 的系统还 有Steering-by-wire系统、 B r ak e -by-w i r e系统 ， 就 将这 些 系 统统 称 为X-b y- w i re系 统 。 与 这些 网 络 采用不 同思 路 开 发的 有 信 息系统 ，在 开 关 及显示 功能控制 用的 信 号系统 的 信息设 备 之间建 立网 络 ，下一 步 是利用显 示数据 自 身用 光 缆 进行转 送数 据。
第一篇 车载网络通信系统基础知识
3 CAN
CAN，全称为“Controller Area Network''，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之 一 。 最初，C A N被设 计 作为汽车环 境中的微 控 制 器通 信， 在车 载 各电子 控 制装 置E C U之 间 交 换信 息 ， 形成汽车电子控制网络。比如：发动机管理系统、变速器控制器、仪表装备、电子主干系统中，均 嵌入CAN控制装置。
25.6 M 2M
Flex Ray 光缆总线 信息系统局 域网
1M 125K 20K
TTP 时间触发
X -by-wire
LI N 单线总 线
CAN 双线总线 控制器 局域网 开 关 /操纵 系 统局 域 网