第六章-汽车总线及车载网络技术
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错误检测
石英/陶瓷振荡器
LIN 一主多从方式
无需仲裁 单线，12V
最高20K，A级网络
40m
6
16 2或4或8
8位累加和校验
主节点需要，从节点不需 要
CAN 一主多从或多主方式 采用非破坏性仲裁
双绞线，5V 最高1M，B级或C级网
络 10km
11或29
110 0～8 15位循环冗余校验 （CRC）
每个节点都需要
通信协议等不同，所以不同类型的总线之间无法 进行直接耦合连接并进行数据交换，必须经过一 种具有特殊功能的计算机进行转换，这种计算机 就叫做网关。网关使不同总线和网络的信息共享 并使协议间不产生冲突，从而实现无差错的数据 传输。
CAN总线
• （2）请说说宝马汽车的CAN总线应用？
CAN总线
• （2）请说说丰田汽车的CAN总线应用？
CAN总线
• CAN网络拓扑可以根据几何图形的形状分为五种类型：总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑、网络拓扑和树型 拓扑，这些形状也可以混合形成混合拓扑。因为电动汽车的网络特性可以概括为通信距离短、网络复杂度要 求低、可扩展性要求高、实施可靠性要求高。
星形拓扑
网络拓扑
环形拓扑
树形拓扑
图 6-2 CAN 网络拓扑形式
5
能够理解车载以太网的主要技术，熟悉车载 以太网的应用
01 •汽车总线
汽车总线技术的产生与分类
• 1.汽车总线技术的产生
• 请说说为什么要使用总线技术？
汽车总线技术的产生与分类
• 2.汽车总线的分类
• 美国汽车工程师学会（SAE）的汽车网络委员会按照系统的复杂程度、传输流量、传输速度、传输可靠性、 动作响应时间等参量，将汽车数据传输网络划分为A、B、C、D、E五类。
CAN总线
• 请说说如何消除can总线数据传输中的外界干扰的？
CAN总线
• 4.CAN总线在传统汽车中的应用
• 由于CAN总线在汽车上的具体应用系统和数据传 输速率不同，CAN总线有不同的类别。而功能相 同或相近的CAN总线系统，不同的汽车公司，称 谓也不尽相同。
• （1）请说说大众汽车公司的CAN总线的应用？ • 由于各种数据总线和网络的传输速率、信号表示、
武汉市交通学校
智能网联汽车技术概述
◣ 第六章 汽车总线及车载网络技术
机械工业出版社
授课教师： 张生强
学习目录
1
能够理解CAN总线的原理，熟悉CAN总线 在汽车中的应用
2
能够理解LIN总线的原理，熟悉LIN总线在 汽车中的应用
3
能够理解FlexRay总线的原理，熟悉CAN总 线在汽车中的应用
4
能够理解MOST总线的原理，熟悉MOST总 线在汽车中的应用
CAN收发器n
CAN BUS
CAN总线
• CAN节点中的CAN控制器具有“数据打包/解包” 和“验收滤波”的作用，而CAN收发器具有“边 说边听（同时发送和接收）”和“信号转换（数 字信号与总线电压信号的转换）”的作用。
• CAN收发器对CAN-H和CAN-L两根线的电压做差 分运算后生成差分电压信号，然后采用“负逻辑” 将差分电压信号转换为数字信号。
总线型拓扑
CAN总线
• CAN总线系统的总体构成如图6-3所示，主要由若 干个节点（电控单元）、两条数据传输线（CANH和CAN-L）及终端电阻组成。
• CAN总线上的每个节点独立完成网络数据交换和 测控任务，理论上CAN总线可以连接无数个节点， 但实际上受总线驱动能力的限制，目前每个CAN 总线系统中最多可以连接110各个节点。
• 2.CAN总线的硬件结构和网络通信原理
• CAN节点主要由微控制器、CAN控制器、CAN收发器组成，目前汽车上多采用内部集成CAN控制器的微控 制器。
• 请说说点1向节点n传输数据的流程？
传
执
感 器
微控制器1
行 器
1 CAN控制器1 1
传
执
感 器
微控制器n
行 器
n CAN控制器n n
…
CAN收发器1
CAN总线
• CAN数据传输线是双向串行总线，大都采用具有 较强抗干扰能力的双绞线，分为CAN-H线和 CAN-L线，两线缠绕绞合在一起，其绞距为 20mm，横截面积为0.35mm2或0.5mm2
CAN总线
• 终端电阻的作用是防止信号在传输线终端产生反射波，而使正常传输的数据受到干扰。
CAN总线
• 请说说A、B、C、D、E五类的用途与特征有哪些？
CAN总线
• 1.CAN总线系统的总体构成
• CAN总线也叫车内局域网，它是一个有效支持 分布式控制和实时控制的串行通信网络。以某种 形式连接各种控制单元，形成一个完整的系统。
• CAN总线最初由德国博世公司开发，用于解决 现代汽车中许多电子控制模块（ECU）之间的数 据交换问题。目前，它已广泛应用于汽车电子系 统，成为欧洲汽车工业的主要行业标准，代表了 汽车电子控制网络的主流发展趋势。
CAN总线
• 为了提高网络通信的可靠性和实时性，CAN总线只有物理层、数据链路层和应用层。其中数据链路层和物 理层的协议分别由CAN控制器和CAN收发器硬件自动完成，因此在CAN总线应用系统设计时，主要任务是 对其应用层程序进百度文库设计。
CAN总线
• （1）CAN总线的仲裁机制分析
• 如果CAN总线上的多个节点同时向总 线上发送数据时，多个数据就会在总 线上出现“撞车”的现象，这就像生 活中很多人在一起讨论问题，如果几 个人同时讲话，就会乱套，此时需要 进行仲裁，决定哪个人先讲，哪个人 后讲。
CAN总线
• 5.请说说CAN总线在智能网联汽车中面临的挑战有哪些？
• 视频参考：CAN总线数据仲裁
LIN总线
• 1. LIN总线概述
• 请说说什么是LIN总线？
特性 工作方式 仲裁机制 物理层（数据传输线）
总线传输速率（bit/s）
总线最远传输距离 信息标识符（ID）位数
（bit） 总线最大节点数 每帧信息数据量（Byte）
• 请说说CAN总线的仲裁机制是怎样的？ • 请举例说明。
CAN总线
• （2）CAN总线的验收滤波原理分析
• 每个节点的CAN控制器中都有两个寄存器：验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器。 • 请说说他们之间的数据通信关系？
CAN总线
• 3.CAN总线的优点和特点
• 请说说CAN总线的优点有哪些？特点有哪些？
LIN总线
• 2. LIN总线系统的结构
• （1）LIN的网络结构 • LIN总线上的最大电控单元节点数为16个，系统中
石英/陶瓷振荡器
LIN 一主多从方式
无需仲裁 单线，12V
最高20K，A级网络
40m
6
16 2或4或8
8位累加和校验
主节点需要，从节点不需 要
CAN 一主多从或多主方式 采用非破坏性仲裁
双绞线，5V 最高1M，B级或C级网
络 10km
11或29
110 0～8 15位循环冗余校验 （CRC）
每个节点都需要
通信协议等不同，所以不同类型的总线之间无法 进行直接耦合连接并进行数据交换，必须经过一 种具有特殊功能的计算机进行转换，这种计算机 就叫做网关。网关使不同总线和网络的信息共享 并使协议间不产生冲突，从而实现无差错的数据 传输。
CAN总线
• （2）请说说宝马汽车的CAN总线应用？
CAN总线
• （2）请说说丰田汽车的CAN总线应用？
CAN总线
• CAN网络拓扑可以根据几何图形的形状分为五种类型：总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑、网络拓扑和树型 拓扑，这些形状也可以混合形成混合拓扑。因为电动汽车的网络特性可以概括为通信距离短、网络复杂度要 求低、可扩展性要求高、实施可靠性要求高。
星形拓扑
网络拓扑
环形拓扑
树形拓扑
图 6-2 CAN 网络拓扑形式
5
能够理解车载以太网的主要技术，熟悉车载 以太网的应用
01 •汽车总线
汽车总线技术的产生与分类
• 1.汽车总线技术的产生
• 请说说为什么要使用总线技术？
汽车总线技术的产生与分类
• 2.汽车总线的分类
• 美国汽车工程师学会（SAE）的汽车网络委员会按照系统的复杂程度、传输流量、传输速度、传输可靠性、 动作响应时间等参量，将汽车数据传输网络划分为A、B、C、D、E五类。
CAN总线
• 请说说如何消除can总线数据传输中的外界干扰的？
CAN总线
• 4.CAN总线在传统汽车中的应用
• 由于CAN总线在汽车上的具体应用系统和数据传 输速率不同，CAN总线有不同的类别。而功能相 同或相近的CAN总线系统，不同的汽车公司，称 谓也不尽相同。
• （1）请说说大众汽车公司的CAN总线的应用？ • 由于各种数据总线和网络的传输速率、信号表示、
武汉市交通学校
智能网联汽车技术概述
◣ 第六章 汽车总线及车载网络技术
机械工业出版社
授课教师： 张生强
学习目录
1
能够理解CAN总线的原理，熟悉CAN总线 在汽车中的应用
2
能够理解LIN总线的原理，熟悉LIN总线在 汽车中的应用
3
能够理解FlexRay总线的原理，熟悉CAN总 线在汽车中的应用
4
能够理解MOST总线的原理，熟悉MOST总 线在汽车中的应用
CAN收发器n
CAN BUS
CAN总线
• CAN节点中的CAN控制器具有“数据打包/解包” 和“验收滤波”的作用，而CAN收发器具有“边 说边听（同时发送和接收）”和“信号转换（数 字信号与总线电压信号的转换）”的作用。
• CAN收发器对CAN-H和CAN-L两根线的电压做差 分运算后生成差分电压信号，然后采用“负逻辑” 将差分电压信号转换为数字信号。
总线型拓扑
CAN总线
• CAN总线系统的总体构成如图6-3所示，主要由若 干个节点（电控单元）、两条数据传输线（CANH和CAN-L）及终端电阻组成。
• CAN总线上的每个节点独立完成网络数据交换和 测控任务，理论上CAN总线可以连接无数个节点， 但实际上受总线驱动能力的限制，目前每个CAN 总线系统中最多可以连接110各个节点。
• 2.CAN总线的硬件结构和网络通信原理
• CAN节点主要由微控制器、CAN控制器、CAN收发器组成，目前汽车上多采用内部集成CAN控制器的微控 制器。
• 请说说点1向节点n传输数据的流程？
传
执
感 器
微控制器1
行 器
1 CAN控制器1 1
传
执
感 器
微控制器n
行 器
n CAN控制器n n
…
CAN收发器1
CAN总线
• CAN数据传输线是双向串行总线，大都采用具有 较强抗干扰能力的双绞线，分为CAN-H线和 CAN-L线，两线缠绕绞合在一起，其绞距为 20mm，横截面积为0.35mm2或0.5mm2
CAN总线
• 终端电阻的作用是防止信号在传输线终端产生反射波，而使正常传输的数据受到干扰。
CAN总线
• 请说说A、B、C、D、E五类的用途与特征有哪些？
CAN总线
• 1.CAN总线系统的总体构成
• CAN总线也叫车内局域网，它是一个有效支持 分布式控制和实时控制的串行通信网络。以某种 形式连接各种控制单元，形成一个完整的系统。
• CAN总线最初由德国博世公司开发，用于解决 现代汽车中许多电子控制模块（ECU）之间的数 据交换问题。目前，它已广泛应用于汽车电子系 统，成为欧洲汽车工业的主要行业标准，代表了 汽车电子控制网络的主流发展趋势。
CAN总线
• 为了提高网络通信的可靠性和实时性，CAN总线只有物理层、数据链路层和应用层。其中数据链路层和物 理层的协议分别由CAN控制器和CAN收发器硬件自动完成，因此在CAN总线应用系统设计时，主要任务是 对其应用层程序进百度文库设计。
CAN总线
• （1）CAN总线的仲裁机制分析
• 如果CAN总线上的多个节点同时向总 线上发送数据时，多个数据就会在总 线上出现“撞车”的现象，这就像生 活中很多人在一起讨论问题，如果几 个人同时讲话，就会乱套，此时需要 进行仲裁，决定哪个人先讲，哪个人 后讲。
CAN总线
• 5.请说说CAN总线在智能网联汽车中面临的挑战有哪些？
• 视频参考：CAN总线数据仲裁
LIN总线
• 1. LIN总线概述
• 请说说什么是LIN总线？
特性 工作方式 仲裁机制 物理层（数据传输线）
总线传输速率（bit/s）
总线最远传输距离 信息标识符（ID）位数
（bit） 总线最大节点数 每帧信息数据量（Byte）
• 请说说CAN总线的仲裁机制是怎样的？ • 请举例说明。
CAN总线
• （2）CAN总线的验收滤波原理分析
• 每个节点的CAN控制器中都有两个寄存器：验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器。 • 请说说他们之间的数据通信关系？
CAN总线
• 3.CAN总线的优点和特点
• 请说说CAN总线的优点有哪些？特点有哪些？
LIN总线
• 2. LIN总线系统的结构
• （1）LIN的网络结构 • LIN总线上的最大电控单元节点数为16个，系统中