汽车总线技术

汽车总线技术

1、为什么要运用车载网络技术？（车载网络技术的必要性）P1

答：随着汽车技术的发展，汽车性能不断提高，汽车电器与电子控制装置在车上的运用越来越多，汽车上电控单元的数量越来越多，线路越来越复杂，传统布线方式复杂而凌乱的线束占用空间大，电气线路故障率增加，维修不方便；

车载网络技术简化了线路，提高了信息传输的速度与可靠性，降低了电器线路的故障率，故在汽车上的运用越来越广泛。

2、车载网络系统的功能和特点？P4

答：功能：

多路传输功能

唤醒和休眠功能

失效保护功能

故障自诊断功能

特点：

使用了一根总线来代替多根导线，减少了导线的数量和线束的体积，简化了整车线束，线路的质量和成本都有所下降。

减少了线路和节点，信号传输的可靠性得以提高，提高整车电气线路的工作可靠性。

改善了系统的灵活性，通过系统软件可以实现控制系统的变化和系统的升级。

网络结构将各控制系统紧密连接，达到数据共享的目的，各控制系统的协调性可进一步提高。

可为诊断提供通用的诊断借口，使用多功能测试仪对数据进行测试和诊断，方便了维修人员对电子系统的维护和故障检修。

3、车载网络系统的分类？P5

答：

动力与传动系统，高速

安全系统，高速

车身系统，低速

信息（娱乐）系统，高速

4、现场总线的功能和特点。P8

答：功能：用于在现场装置与控制室的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信。

特点：结构简单，接线容易，工程周期短，安装费用低，维护容易；彻底的分散控制；开放性、互操作性和互换性；多种传输介质和拓扑结构；可靠性高；综合功能。

5、控制局域网（CAN）P11

答：CAN用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信，CAN的结构模型采用ISO/OSI参考模型的第1、2、7层协议，即物理层，数据链路层，应用层。通信速率最高位1Mbit/s，通信距离最远为10000m，物理传输介质可支持双绞线，最多可挂接110个节点，可支持本质安全。CAN采用短帧报文，抗干扰能力强，可靠性高。

6、车载网络的结构和组成。P12

答：车载网络有：总线型拓扑结构；环形拓扑结构和星形拓扑结构。

车载网络系统由电控单元，传感器，数据链路插接器，LIN串行数据电路，主UART串行数据电路等组成。

7、报文及帧。P19

报文：信息要转化为适合CAN总线传输的格式才能在CAN局域网内传输，信息即报文。帧：为了可靠地传输数据，通常将原始数据分割成一定长度的数据单元，该数据单元称为帧。

8、CAN总线帧的类型及功能。P20 P37

答：CAN总线有数据帧，远程帧，过载帧，错误帧。

数据帧：携带数据，将数据从发送器传输到接收器。

远程帧：由节点发送，用于请求发送具有相同标识符的数据帧。

过载帧：用于在先行和后续数据（远程）帧之间提供一个附加延时。

错误帧：可由任何节点发出，用于检测总线错误。

9、汽车网络参考模型各层定义的主要项目。P21

答：参考模型：定义项目

物理层：规定通信时所使用的电缆、插座等，媒体、信号的标准的等，以实现设备之间的信号交换。

数据链路层：将从物理层获得的信号汇总成具有某种意义的数据，提供控制顺序，以便对控制传输错误等数据加以传输。

网络层：选择数据的传输途径和中转。

传输层：保证按顺序控制数据及更正错误等通信品质。

会话层：为实现回话通信，按正确顺序控制数据的发送与接收。

表示层：对数据的表现形式进行变换。

应用层：提供各种实际可用的服务。

10、车载网络的分类及各种类型的特点和运用范围。P24

答：车载网络按其传输速率不同可分为A类（1~10Kbit/s）、B类（10~100Kbit/s）、C类（100~1000Kbit/s）和D类（250K~400Mbit/s）。

A类主要用于车身控制，如电动门窗、中央门锁、后视镜、座椅调节、灯光照明等。

B类主要应用于车辆电子信息中心、故障诊断、SRS、组合仪表等。

C类主要用于发动机、ABS/ASR、悬架等控制。

D类使用在信息多媒体系统，用于实时的音频和视频通信，如MP3、MP4、DVD和CD等。

11、简述CAN总线的特点。P33

答：CAN支持从几千到1Mbit/s的传输速率。

使用廉价的物理媒介。（CAN可以使用普通双绞线、同轴电缆及光纤作为网线。）

数据帧短，实时性好，降低了有效数据的传输速度。

错误检测校正能力能力强，系统可靠性高。

多站同时发送信息，模块可以优先获取数据。

能判断暂时错误和永久错误的节点，具有故障节点自动脱离功能。

大部分ＣＡＮ在丢失仲裁或出错时，具有信息自动重发功能。

12、简述CAN的基本组成。P49

答：CAN由控制器、收发器、电控单元、电控单元外部连接的两条CAN总线和整个系统的两个终端组成。

13、简述CAN数据传输原理。P54

答：首先发射器把要发送的信息进行信息格式转换并向CAN总线请求发送信息，当CAN 总线空闲时开始发送信息，接收器接收到信息并在相应的监控层通过CRC校验和数，确认无传输错误后给发射器一个确认回答，即“信息收到符号（ACK）”，接收层确定该信息是否用于完成电控单元的相应控制，若确定信息进入相应的接收邮箱，否则该信息被拒收。当多个电控单元同时发送信息时，CAN总线通过报文中11位标识符的优先级决定哪个数据有限发送，即位仲裁。

14、简述LIN的特点。P115

答：单主机多从机组织，即没有总线仲裁。

基于UART /SCI 接口的廉价硬件实现。

从节点无振荡器的自动同步功能。

保证延时和信号传输的正确性。

廉价的单总线结构。

数据传输速率为20Kbit/s

可选报文帧长度为2B，4B和8B。

系统配置灵活。

待时间同步的多点广播式发送/接收方式，从机节点无需石英晶振或陶瓷谐振器。

数据累加和校验及错误检测功能。

故障节点的检测功能。

廉价的单片机器件，传输距离最大可达40m。

15、比较LIN与CAN。P116

答：媒体访问方式：LIN为单主方式；CAN为多主方式。

传输速率（Kbit/s）：LIN为2.4~19.6；CAN为62.45~500。

信息标识符/bit：LIN6位；CAN11/29位。

网络典型节点数：LIN2~10；CAN4~20。

每帧信息数据量/B：LIN-2,4,8；CAN-0~8。

错误检测：LIN8位累加和；CAN15位CRC。

物理层：LIN单线-13.5V；CAN-双线5V。

振荡器：LIN主节点需要，从节点不需要；CAN每个节点都需要。

网络相对成本：LIN-0.5；CAN-1。

16、LIN总线在汽车上的运用有哪些？P116

答：LIN主要运用于车门、转向盘、座椅、空调、照明灯、温度传感器、交流发电机等。

17、简述LIN总线的组成。P118

答：LIN总线由一个主机电控单元（主节点），和一个或多个从机电控单元（从节点）构成。主节点可以执行主任务也可以执行从任务，从节点只能执行从任务。