汽车网络标准的具体分类

汽车网络标准的具体分类
汽车网络标准的具体分类
1 A类网络标准
从目前的发展和使用情况来看，如表2所列，A类网的主要总线是TTP/A( Time Triggered Protocol/A)和LIN(Local Interconnect Network)。

①TTP/A协议最初由维也纳工业大学制定，为时间触发类型的网络协议，主要应用于集成了智能变换器的实时现场总线。

它具有标准的UART，能自动识别加入总线的主节点与从节点，节点在某段已知的时间内触发通信但不具备内部容错功能。

②LIN是在1999年由欧洲汽车制造商Audi、BMW、DaimlerChrysler、V olvo、V olkswagen 和VCT公司以及Motorola公司组成的LIN协会，共同推出的用于汽车分布式电控系统的开放式的低成本串行通信标准，从2003年开始使用。

LIN是一种基于UART的数据格式、主从结构的单线12 V的总线通信系统，主要用于智能传感器和执行器的串行通信。

从硬件、软件以及电磁兼容性方面来看，LIN保证了网络节点的互换性，极大地提高了开发速度，同时保证了网络的可靠性。

LIN协议应用开发的热点集中在美国、欧洲和日本。

估计在未来10年，平均每辆车将有LIN 节点20个左右。

这样全世界每年将生产12亿个LIN节点。

可见，LIN的应用存在着巨大的潜在市场，协议本身也会在不断应用中得到完善。

总之，LIN网络已经广泛地被世界上的大多数汽车公司以及零配件厂商所接受，有望成为事实上的A类网络标准。

2.2 B类网络标准
B类网络的使用情况如表3所列。

从目前来看，主要应用的B类总线标准有三种：低速CAN、J1850和V AN。

①1994年SAE正式将J1850作为B类网络标准协议。

最早，SAE J1850用在美国Ford、GM以及Chrysler公司的汽车中；现在，J1850协议作为诊断和数据共享被广泛应用在汽车产品中。

但是，J1850并不是一个单一标准。

Ford采用的J1850标准，其物理层与GM和Chrysler公司使用的不同；而GM和Chrysler公司在相同的物理层上又使用不同的数据帧格式，并且三个公司使用各自的消息协议。

预计在2006年或2007年将停止使用，然后全部转至CAN总线。

②V AN标准是ISO于1994年6月推出的。

它基于ISO115193，主要为法国汽车公司所用。

但目前就动力与传动系统而言，甚至在法国也集中在CAN总线上。

③CAN是德国Bosch公司从20世纪80年代初，为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信协议。

它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1 Mbps。

1991年首次在奔驰S系列汽车中实现。

同年，Bosch公司正式颁布了CAN技术规范，版本2 .0。

该技术规范包括A和B两部分。

1993年11月，ISO正式颁布了国际标准ISO11898，为CAN的标准化、规范化铺平了道路。

此后，越来越多的北美和日本汽车公司也开始采用CAN网络。

1994年，美国汽车工程师协会卡车和巴士控制与通信子协会选择CAN作为SAEJ1939标准的基础。

低速CAN具有许多容错功能，一般用在车身电子控制中；而高速CAN则大多用在汽车底盘和发动机的电子控制中。

综上所述，CAN总线凭借其突出的可靠性、实时性和灵活性已从众多总线中突显出来，成为世界接受的B类总线的主流协议。

2.3 C类网络标准
C类标准主要用于与汽车安全相关及实时性要求比较高的地方，如动力系统，所以其传输速率比较高，通常在125 kbps～1 Mbps之间，必须支持实时的周期性参数传输。

表4为C类网络的使用情况。

目前，C类网络中的主要协议包括高速CAN(ISO118982)、正在发展中的TTP/C和FlexRay 等协议。

①TTP/C协议由维也纳工业大学研发，基于TDMA的访问方式。

TTP/C是一个应用于分布式实时控制系统的完整的通信协议。

它能够支持多种容错策略,提供容错的时间同步以及广泛的错误检测机制,同时还提供节点的恢复和再整合功能。

其采用光纤传输的工程化样品速度将达到25 Mbps。

TTP/ C支持时间和事件触发的数据传输。

TTP管理组织TTAGroup成员包括奥迪、SA、Renault、NEC、TTChip、Delphi等。

②FlexRay是BMW、Daimler Chrysler、Motorola和Philips等公司制定的功能强大的通信网络协议。

它是基于FTDMA的确定性访问方式，具有容错功能及确定的通信消息传输时间，同时支持事件触发与时间触发通信，具备高速率通信能力。

FlexRay采用冗余备份的办法，对高速设备可以采用点对点方式与FlexRay总线控制器连接，构成星型结构，对低速网络可以采用类似CAN总线的方式连接。

③欧洲的汽车制造商基本上采用高速CAN总线标准ISO11898。

总线传输速率通常在125 kbps~1 Mbps之间。

据Strategy Analytics公司统计，2001年用在汽车上的CAN节点数目超过1亿个。

然而，作为一种事件驱动型总线，CAN无法为下一代线控系统提供所需的容错功能或带宽，因为X-by-Wire系统实时性和可靠性要求都很高，必须采用时间触发的通信协议，如TTP/ C或FlexRay等。

就目前来说，CAN协议仍为C类网络协议的主流，但随着下一代汽车中引进X-by-Wire系统，TTP/C和FlexRay将显示出优势。

它们之间的竞争还要持续一段时间，在未来的线控系统中，到底哪一种标准更具有生命力尚难定论。

2.4 诊断系统总线标准
故障诊断是现代汽车必不可少的一项功能。

使用诊断系统的目的主要是为满足OBDII (On Board Diagnose)、OBDIII或EOBD(EuropeanOn Board Diagnose)标准。

OBDII（On Board Diagnose）第2代随车电脑诊断系统，由美国汽车工程学会1994年提出。

1994年以来，美、日、欧一些主要汽车生产厂为了维修方便逐渐使用OBDII随车诊断系统。

这一系统集故障自诊断系统软硬件结构、故障代码、通信方式系统、自检测试模式为一体，具有监视发动机微机和排放系统部件的能力。

2004年，美国GM、Ford、DC三大汽车公司对乘用车采用基于CAN的J2480诊断系统通信标准。

在欧洲，以往诊断系统中使用的是ISO9141。

它是一种基于UART的通信标准。

从2000年开始，欧洲汽车厂商就已经开始使用一种基于CAN总线的诊断系统通信标准ISO15765。

ISO15765是遵照ISO142303及ISO150315中有关诊断服务的内容来制定的，因此，ISO15765对于ISO14230应用层的服务和参数完全兼容，但并不限于只用在这些国际标准所规定的场合。

表5为诊断系统协议标准的使用情况。

目前，除了CAN网络，LIN协议也已经成为汽车诊断的总线标准。