汽车电子技术第14章 车载网络系统
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汽车动力与传动系统的总线结构图
二 LIN总线
LIN是一种低成本的串行通讯网络，用于实现 汽车中的分布式电子系统控制。开发LIN 的目标是 为现有汽车网络(例如 CAN 总线)提供辅助功能。
因此，LIN总线是一种辅助的总线网络 。
LIN 通讯是基于通用异步收发器 （UART） 数据格式 ，采用单主控制器/多从设备的模式 ， 在主从设备之间只需要1根电压为12伏的信号线 。这种主要面向“传感器／执行器控制”的低速 网络，其最高传输速率可达20千比特／秒,属于A 类网络。
4. 故障诊断系统
目前，车载电子控制系统的故障诊断功能还 比较简单，今后的ECUBaidu Nhomakorabea线诊断系统将具备复杂 的诊断功能，更加简化的链接回路，同时提高信 息传送的品质。采用低速CAN。
二 汽车电气网络系统的框架
三 汽车电气系统网络化的优点
①采用网络式结构，只需一根通信电缆连接， 减少了线束连接，减轻车体质量；
FlexRay适用于线控操作(X-by-Wire)
第三节 大众车系车载网络系统
大众车系的车载网络系统称为CAN 总线系统。该车系具有动力系统CAN和 舒适系统CAN两个局域器控制网络，并 且设置了网关，将这两个CAN连为一体 就形成了车载网络系统。
一 波罗(POLO)轿车CAN总线结 构 该车具有动力系统CAN和舒适系统CAN，
车载电子装置按照通信的数据类型和性能需 求被划归为四类：
1. 信息娱乐系统 音响、图像媒体数据流传输 速率一般都在2Mb/s以上，采用面向多媒体 的网络协议MOST，可支持高达24．8 Mbps的 数据速率。 2. 动力传动系统 对车辆行驶状况进行控制，要 求实时性高，可采用高速CAN总线。
3. 车身电子系统 所需控制的节点数目多，且 布置分散，底层设备又往往是低速电动机和开关 型器件，对实时性要求不高，可采用低速容错 CAN或LIN。
②部件数量减少，可靠性能提高；
③可实现实时诊断、测试和报警，实现集中显 示、历史查询和自诊断等功能，使汽车具有准 黑匣子功能； ④电气信号传递性质发生了变化，由功率型转 变为“逻辑”型； ⑤系统的扩展性强等。
第二节 车载网络总线简介
一 CAN总线
CAN总线是德国BOSCH公司在20世纪80年 代初为了解决现代汽车中众多的控制与测试仪器 之间的数据交换问题而开发的一种串行数据通讯 协议。
2. 负荷控制
众多国际知名汽车公司早在20世纪80年代就 积极致力于汽车网络技术的研究及应用。
早期的汽车网络只不过是两个处理器之间的 通用异步收发器 （UART）连接。
90年代中美国汽车工程师协会(SAE)定义了 三类车辆数据连接网络：
A 类 允许节点间的同一总线进行多路信号的发 送或接收，适用于低数据率汽车车身布线。A类 网是面向传感器/执行器的低速网，数据传输速 率通常为1～10 kb/s，主要应用于电动门窗、座 椅调节、灯光照明等车身控制。
汽车电子设备中应用的CAN总线共有3个版 本。其中成本最低、速度也最慢的是单线 CAN(SW—CAN)，另外2种分别是容错 CAN(FT—CAN)和高速CAN(HS—CAN),是一 种最高数据速率可达到1Mb/s的实时控制总线, 属于B、C类网络.
CAN总线采用双线串行通信方式，具有优 先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN接口挂 到总线上，不同的电子系统各自形成总线段，各 总线段之间通过网关进行连接，最终形成汽车的 网络。
典型应用包括车门窗控制(车窗、门锁以及 后视镜)、座椅、空调装置、灯光以及雨刷传感 器。
三 MOST总线
MOST是以光纤总线为传输媒体的高速网络， 其传输速度可达25Mb/s，并且在减重和抗干 扰方面又独特的优势 。
MOST用在通信和信息娱乐领域。除了收音 机、CD机、车载电话、巡航系统、多频电视、 视频游戏、DVD等需要的数据传输外，还有汽 车和互联网连接、文字声音转换，及电子邮件。
目前汽车上普遍采用的汽车总线
局部互联协议LIN（Local Interconnect Network ） 控制器局域网CAN（Controller Area Network ）
正在发展中的汽车总线
高速容错网络协议FlexRay 面向多媒体的网络协议MOST（Media Oriented Systems Transport ）
并且设置了网关，将这两个CAN连为一体形成了 车载网络系统。
二 车载网络控制单元J519
1. 作用
(1) 负荷控制； (2) 车内灯控制； (3) 燃油系统供给控制； (4) 后窗刮水器控制； (5) 前窗刮水器控制； (6) 后视镜控制；
1. 作用
(7) 后窗加热控制； (8) 后座椅靠背控制； (9) 转向信号灯控制； (10) 报警灯控制； (11) 编码。
B 类 这是数据在节点间传输的多主总线系统， 可取消多余的系统组件。B类网面向车辆电子信 息中心、安全气囊、故障诊断，仪表显示等系统, 传输速率在10～125ｋｂ/ｓ左右。
C类 与B类的定义相同，但面向高数据率信号传 输，典型用途是发动机控制、ABS控制等实时控 制系统。其传输速度通常在125ｋｂ/ｓ～1Ｍｂ/ｓ 之间。
第十四章 车载网络系统
本章介绍
●车载网络系统的总线结构 ●CAN车载网络系统 ●大众车系车载网络系统
第一节 车载网络系统概述
一 汽车电气系统网络化技术的发展历程
传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方 式，相互之间少有联系，这样必然会形成庞大的 布线系统。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中 ，其导线长度可达2 000米， 电气节点可达1 500个，而且该数字大约每10年就将增加l倍。 这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用 空间之间的矛盾。
汽车上的MOST网络
四 FLexRay 总线
FlexRay是戴姆勒克莱斯勒公司的注册商标。 CAN网络最高性能极限为1Mbps。而FlexRay 两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps,总数 据速率可达到20Mbps，因此，应用在车载网络 ，FlexRay 的网络带宽可能是CAN的20倍之多 。
二 LIN总线
LIN是一种低成本的串行通讯网络，用于实现 汽车中的分布式电子系统控制。开发LIN 的目标是 为现有汽车网络(例如 CAN 总线)提供辅助功能。
因此，LIN总线是一种辅助的总线网络 。
LIN 通讯是基于通用异步收发器 （UART） 数据格式 ，采用单主控制器/多从设备的模式 ， 在主从设备之间只需要1根电压为12伏的信号线 。这种主要面向“传感器／执行器控制”的低速 网络，其最高传输速率可达20千比特／秒,属于A 类网络。
4. 故障诊断系统
目前，车载电子控制系统的故障诊断功能还 比较简单，今后的ECUBaidu Nhomakorabea线诊断系统将具备复杂 的诊断功能，更加简化的链接回路，同时提高信 息传送的品质。采用低速CAN。
二 汽车电气网络系统的框架
三 汽车电气系统网络化的优点
①采用网络式结构，只需一根通信电缆连接， 减少了线束连接，减轻车体质量；
FlexRay适用于线控操作(X-by-Wire)
第三节 大众车系车载网络系统
大众车系的车载网络系统称为CAN 总线系统。该车系具有动力系统CAN和 舒适系统CAN两个局域器控制网络，并 且设置了网关，将这两个CAN连为一体 就形成了车载网络系统。
一 波罗(POLO)轿车CAN总线结 构 该车具有动力系统CAN和舒适系统CAN，
车载电子装置按照通信的数据类型和性能需 求被划归为四类：
1. 信息娱乐系统 音响、图像媒体数据流传输 速率一般都在2Mb/s以上，采用面向多媒体 的网络协议MOST，可支持高达24．8 Mbps的 数据速率。 2. 动力传动系统 对车辆行驶状况进行控制，要 求实时性高，可采用高速CAN总线。
3. 车身电子系统 所需控制的节点数目多，且 布置分散，底层设备又往往是低速电动机和开关 型器件，对实时性要求不高，可采用低速容错 CAN或LIN。
②部件数量减少，可靠性能提高；
③可实现实时诊断、测试和报警，实现集中显 示、历史查询和自诊断等功能，使汽车具有准 黑匣子功能； ④电气信号传递性质发生了变化，由功率型转 变为“逻辑”型； ⑤系统的扩展性强等。
第二节 车载网络总线简介
一 CAN总线
CAN总线是德国BOSCH公司在20世纪80年 代初为了解决现代汽车中众多的控制与测试仪器 之间的数据交换问题而开发的一种串行数据通讯 协议。
2. 负荷控制
众多国际知名汽车公司早在20世纪80年代就 积极致力于汽车网络技术的研究及应用。
早期的汽车网络只不过是两个处理器之间的 通用异步收发器 （UART）连接。
90年代中美国汽车工程师协会(SAE)定义了 三类车辆数据连接网络：
A 类 允许节点间的同一总线进行多路信号的发 送或接收，适用于低数据率汽车车身布线。A类 网是面向传感器/执行器的低速网，数据传输速 率通常为1～10 kb/s，主要应用于电动门窗、座 椅调节、灯光照明等车身控制。
汽车电子设备中应用的CAN总线共有3个版 本。其中成本最低、速度也最慢的是单线 CAN(SW—CAN)，另外2种分别是容错 CAN(FT—CAN)和高速CAN(HS—CAN),是一 种最高数据速率可达到1Mb/s的实时控制总线, 属于B、C类网络.
CAN总线采用双线串行通信方式，具有优 先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN接口挂 到总线上，不同的电子系统各自形成总线段，各 总线段之间通过网关进行连接，最终形成汽车的 网络。
典型应用包括车门窗控制(车窗、门锁以及 后视镜)、座椅、空调装置、灯光以及雨刷传感 器。
三 MOST总线
MOST是以光纤总线为传输媒体的高速网络， 其传输速度可达25Mb/s，并且在减重和抗干 扰方面又独特的优势 。
MOST用在通信和信息娱乐领域。除了收音 机、CD机、车载电话、巡航系统、多频电视、 视频游戏、DVD等需要的数据传输外，还有汽 车和互联网连接、文字声音转换，及电子邮件。
目前汽车上普遍采用的汽车总线
局部互联协议LIN（Local Interconnect Network ） 控制器局域网CAN（Controller Area Network ）
正在发展中的汽车总线
高速容错网络协议FlexRay 面向多媒体的网络协议MOST（Media Oriented Systems Transport ）
并且设置了网关，将这两个CAN连为一体形成了 车载网络系统。
二 车载网络控制单元J519
1. 作用
(1) 负荷控制； (2) 车内灯控制； (3) 燃油系统供给控制； (4) 后窗刮水器控制； (5) 前窗刮水器控制； (6) 后视镜控制；
1. 作用
(7) 后窗加热控制； (8) 后座椅靠背控制； (9) 转向信号灯控制； (10) 报警灯控制； (11) 编码。
B 类 这是数据在节点间传输的多主总线系统， 可取消多余的系统组件。B类网面向车辆电子信 息中心、安全气囊、故障诊断，仪表显示等系统, 传输速率在10～125ｋｂ/ｓ左右。
C类 与B类的定义相同，但面向高数据率信号传 输，典型用途是发动机控制、ABS控制等实时控 制系统。其传输速度通常在125ｋｂ/ｓ～1Ｍｂ/ｓ 之间。
第十四章 车载网络系统
本章介绍
●车载网络系统的总线结构 ●CAN车载网络系统 ●大众车系车载网络系统
第一节 车载网络系统概述
一 汽车电气系统网络化技术的发展历程
传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方 式，相互之间少有联系，这样必然会形成庞大的 布线系统。
据统计，一辆采用传统布线方法的高档汽车中 ，其导线长度可达2 000米， 电气节点可达1 500个，而且该数字大约每10年就将增加l倍。 这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用 空间之间的矛盾。
汽车上的MOST网络
四 FLexRay 总线
FlexRay是戴姆勒克莱斯勒公司的注册商标。 CAN网络最高性能极限为1Mbps。而FlexRay 两个信道上的数据速率最大可达到10Mbps,总数 据速率可达到20Mbps，因此，应用在车载网络 ，FlexRay 的网络带宽可能是CAN的20倍之多 。