车用总线便是车载网络中底层的车用设备或车用仪表互联的通信网络。
目前,有四种主流的车用总线:CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线。

LINCANFlexRayMOST一文搞懂四大年夜汽车总线

用一张表格来解释各种总线的差异

LIN总线

LIN(Local Interconnect Network)是面向汽车低端分布式运用的低本钱(0.5美元),低速串行通信总线。
它的目标是为现有汽车网络供应赞助功能,在不须要CAN总线的带宽和多功能的场合利用,降落本钱。

LIN同盟成立于1999年,并发布了LIN01.0版本。
最初的成员有奥迪、宝马、克莱斯勒、摩托罗拉、博世、大众和沃尔沃等。

LIN相对付CAN的本钱节省紧张是由于采取单线传输、硅片中硬件或软件的低实现本钱和无需在从属节点中利用石英或陶瓷谐振器。
这些优点因此较低的带宽和受局限的单宿主总线访问方法为代价的。

LIN包含一个宿主节点和一个或多个从属节点。
所有节点都包含一个被分解为发送和吸收任务的从属通讯任务,而宿主节点还包含一个附加的宿主发送任务。
在实时LIN中,通讯总是由宿主任务发起的。

图 LIN总线构造

除了宿主节点的命名之外,LIN网络中的节点不该用有关系统设置的任何信息。
我们可以在不哀求其它从属节点改变硬件和软件的情形下向LIN 中增加节点。

宿主节点发送一个包含同步中断、同步字节和识别码的报头。
从属任务在收到和过滤识别码后被激活并开始相应的传输。
相应包含两个、四个或八个数据字节和一个检讨和(checksum)字节。
报头和相应部分组成一个帧。

LIN总线上的所有通讯都由主机节点中的主机任务发起,主机任务根据进度表来确定当前的通讯内容,发送相应的帧头,并为报文帧分配帧通道。
总线上的从机节点吸收帧头之后,通过解读标识符来确定自己是否该当对当前通讯做出相应、做出何种相应。
基于这种报文滤波办法,LIN可实现多种数据传输模式,且一个报文帧可以同时被多个节点吸收利用。

LIN总线物理层采取单线连接,两个电控单元间的最大传输间隔为40m。
其总线驱动器和吸收器的规范屈服改进的ISO 9141 单线标准。
基于SCI/UART( 通用异步收发接口的单总线串行通信)协议;目前险些所有的微掌握器芯片上都有SCI/UART接口。
低传输速率、小于20kb/s、采取NRZ编码。

LIN总线在汽车中的运用如下图所示。

CAN总线

CAN(Controller Area Network)即掌握器局域网,可以归属于工业现场总线的范畴,常日称为CAN bus,即CAN总线,是目前国际上运用最广泛的开放式现场总线之一。

CAN 最初涌如今汽车工业中,80年代由德国Bosch公司最先提出。
最初动机是为理解决当代汽车中弘大的电子掌握装置之间的通讯,减少不断增加的旗子暗记线。

CAN总线是一种串行数据通信协议,其通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位添补、数据块编码、循环冗余考验、优先级判别等项事情。

CAN总线的事情事理可由下面两图来解释。

总结下,当一个节点要向其它节点发送数据时,该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标识符传送给本节点的CAN芯片,并处于准备状态;当它收到总线分配时,转为发送报文状态。
CAN 芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出,这时,网上的其它节点处于吸收状态。
每个处于吸收状态的节点对吸收到的报文进行检测,判断这些报文是否是发给自己的,以确定是否吸收它。

CAN总线的构造是这样的。

CAN总线的优点很多:

· 通信速率最高可达1MB/s(此时间隔最长40m)。

· 节点数实际可达110个。

· 采取短帧构造,每一帧的有效字节数为8个。

· 每帧信息都有CRC校验及其他检错方法,数据出错率极低。

· 通信介质可采取双绞线,同轴电缆和光导纤维,一样平常采取廉价的双绞线即可,无分外哀求。

· 节点在缺点严重的情形下,具有自动关闭总线的功能,割断它与总线的联系,以使总线上的其他操作不受影响。

FlexRay总线

FlexRay总线是由宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司共同制订的一种新型通信标准,专为车内联网而设计,采取基于韶光触发机制,具有高带宽、容错性能好等特点,在实时性、可靠性和灵巧性方面具有一定的上风。

FlexRay总线数据收发采纳韶光触发和事宜触发的办法。
利用韶光触发通信时,网络中的各个节点都预先知道彼此将要进行通信的韶光,吸收器提前知道报文到达的韶光,报文在总线上的韶光可以预测出来。
即便行车环境恶劣多变,滋扰了系统传输,FlexRay协议也可以确保将信息延迟和抖动降至最低,尽可能保持传输的同步与可预测。
这对须要持续及高速性能的运用(如线控刹车、线控转向等)来说,是非常主要的。

它采取了周期通信的办法,一个通信周期可以划分为静态部分、动态部分、特色窗和网络空闲韶光4个部分。
静态部分和动态部分用来传输总线数据,即FlexRay报文。
特色窗用来发送唤醒特色符和媒介访问检测特色符。
网络空闲韶光用来实现分布式的时钟同步和节点参数的初始化。

FlexRay具有高速、可靠及安全的特点. FlexRay在物理上通过两条分开的总线通信,每一条的数据速率是10MBit/s。
FlexRay还能够供应很多网络所不具有的可靠性特点。
尤其是FlexRay具备的冗余通信能力可实现通过硬件完备复制网络配置,并进行进度监测。
FlexRay同时供应灵巧的配置,可支持各种拓扑,如总线、星型和稠浊拓扑。
FlexRay本身不能确保系统安全,但它具备大量功能,可以支持以安全为导向的系统(如线控系统)的设计。

宝马公司在07款X5系列车型的电子掌握减震器系统中首次运用了FlexRay技能。
此款车采取基于飞思卡尔的微掌握器和恩智浦的收发器,可以监视有关车辆速率、纵向和横向加速度、方向盘角度、车身和轮胎加速度及行驶高度的数据,实现了更好的乘坐舒适性以及驾驶时的安全性和高速相应性,此外还将施加给轮胎的负荷变动以及底盘的振动均减至最小。

MOST总线

MOST 是一种专门针对车内利用而开拓的、服 务于多媒体运用的数据总线技能。
MOST 表示“多媒体传输系统”。

MOST 总 线利用光脉冲传输数据。
MOST 总线采取环形 构造。
在环形总线内只能朝着一个方向传输数 据。

MOST的传输技能近似于公众年夜众交流式电话网络(Public Switched Telephone Network;PSTN),有着数据信道(Data Channel)与掌握信道(Control Channel)的设计定义,掌握信道即用来设定如何利用与收发数据信道。
一旦设定完成,资料就会持续地从发送处流向吸收处,过程中不用再有进一步的封包处理程序,将运作机制如此设计,最适宜用于实时性音讯、视讯串流传输。

MOST在订定上完备合乎ISO/OSI的7层数据通讯协议参考模型,而在网线连接上MOST采取环状拓朴,不过在更具严苛哀求的传控运用上,MOST大概可改采星状(亦称放射状)或双环状的连接组态,此外每套MOST传控网络许可最多达64个的装置(节点)连接。

图 MOST总线的组成

图 MOST总线的掌握单元

MOST也支持随插即用(Plug and Play;PnP)机制。

MOST总线基于环形拓扑,从而许可共享多个发送和吸收器的数据。
MOST总线主控器(常日位于汽车音响主机处)有助于数据采集,以是该网络可支持多个主拓扑构造,在一个网络上最多高达64个主设备。

MOST的总数据传输率为24.8Mbps,这已是将音视讯的串流资料与封包传控资料一并列计,在24.8 Mbps的频宽中还可区隔成60个传输信道、15个MPEG-1的视讯编码信道,这些可由传控设计者再行组态、方案与调配。

由于这些优点,MOST是汽车电子中运用最多的最佳多媒体传控网络。

总结

CAN总线是中坚,LIN是CAN的帮手,FlexRay是未来的希望,MOST则卖力文化奇迹。
这四种总线将在未来连续大放异彩。