(完整版)汽车网络技术发展及应用

A类网络的主流协议
➢根据这些网络协议目前发展和使用的状况，
不难得出结论，将来A类网的主流协议将是
LIN。
➢尽管LIN目前正处于发展阶段，但是它已经 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，它有望成为A类网络的世界标 准。
LIN协议的软硬件支持
目 前 ， Motorola 是 全 球 最
➢位速率一般小于10Kbps； ➢适用于对实时性要求不高的场合，
主要应用于电动门窗、座椅调节、 灯光照明等控制。
现有A类网络协议及其应用情况
名称
UART Sinebus LIN I2C CCD ACP BEAN J1708/J1587/ J1922
主要用户 主要应用场合
GM
多种场合
GM
Audio
许多厂商 智能连接器和传感器
Volvo汽车线束的增加
线束的长度
(米) 1400
1200
1000
800百度文库
600
400
200
0
(年)
1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
线束的增加
产生的问题
随着汽车网络技术的发展，目前及 未来的B类网络主流协议将是：
CAN (ISO11898-3)
C类网络协议的特点
➢主要面向高速、实时闭环控制的 多路控制多路传输网； ➢位速率可达1Mbps， X-By-Wire 系统传输速率可达10Mbps以上； ➢主要用于动力系统等对实时控制 及可靠性要求较高的场合。
B类网络协议的特点
➢ B类网络协议主要面向独立模块间的 数据共享，适用于对实时性要求不 高的场合，以减少冗余的电子部件；
➢ 位速率一般在10~125Kbps；
➢主要应用于电子车辆信息中心、故 障诊断、仪表显示等方面的控制。
现有B类网络协议及其应用情况
名称
主要用户 应用场合
注释
GMLAN(SWC) GM
主 要 的 LIN 协 议 芯 片 及 其 相 关 驱 动程序提供商，提供硬件开发工 具 及 相 应 的 软 件 包 、 LIN 物 理 层 接口等。
车身控制A类网络总线结构图
CAN总线 车身总线
左前门控制 器ECU
玻璃升降机 电动执行器
电动门锁执 行器
后视镜电动 执行器
操作命令输 入装置ECU
LIN
汽车网络功能的扩展
汽车电子控制发展大致经历了三个阶段： 1. 电子－机械替代 2. 独立系统的精确量化反馈控制 3. 多目标综合控制与智能化控制（即把整
体上相关、功能上独立而位置上分布安 装的电子系统组成一个协调控制的综合 系统）
这使汽车网络技术从最初解决线束问题， 逐渐演绎出另一个重要的功能－－优化 汽车的电子控制。
现有C类网络协议及应用情况
名称 主要用户
ISO11898-2 GM，欧洲
(高速CAN)
TTPTM/C TTTech
FlexRay
BMW, Motorola, Daimler Chrysler
应用场合 实时控制场合
实时控制场合 (X-By-Wire) 实时控制场合 (X-By-Wire)
➢汽车的整体布置空间缩小，制造和 总成的难度增加；
➢适用性恶化，成本和利润的比率提 高，不符合汽车轻量化的要求；
➢存在冗余的传感器和大量的连接器， 导致可靠性降低。
解决问题的途径
为改善汽车的性能引进了大量 的电子装置，导致线束飞速增加， 而大量增加的线束又阻碍了汽车性 能的进一步提高。因此，必须寻找 一种新的技术，合理地解决上述问 题。汽车网络技术的出现，是解决 此矛盾的最佳途径。
汽车网络技术发展及应用
一些汽车专家认为，就像 汽车电子技术在二十世纪七十 年代引入集成电路、八十年代 引入微处理器一样，近十年网 络总线技术的引入也将是汽车 电子技术发展的一个里程碑， 二十一世纪的汽车电子将是网 络控制的世纪。
汽车网络发展的起因
过去，汽车电器系统中仅有开关和 执行器这样的简单设备，各设备之间通 过点到点的连线实现车载信息通信。随 着车内各种电子装置的广泛应用和对系 统性能要求的提高，这种通信方式导致 了庞大、昂贵和日益复杂的线束。
汽车网络的分类
分类依据：功能和速率
➢ A类：面向执行器、传感器的低速网络 ➢ B类：面向模块间数据共享的中速网络 ➢ C类：面向多路、实时闭环的高速网络 ➢ D类：面向信息、多媒体系统的网络 ➢ E类：面向乘员的安全系统
典型的现代汽车网络
A类网络协议的特点
➢A类网络主要面向传感器、执行 器控制；
多种场合 GM是唯一用户
ISO11898-3
欧洲
(Fault-Tol CAN)
J2248 VAN J1850
GM, Ford, DC
Renault & PSA
GM, Ford, Chrysler
多种场合 多种场合 控制应用 多种场合
也称容错CAN
基于ISO 11898 基于ISO11519-3 有VPM，PWM两种 调制方式
Renault HVAC
Chrysler HVAC，Audio等
Ford
Audio
Toyota
车身控制
T&B
多种场合
注释
正被逐步淘汰 / 由LIN协会开发 极少使用 正被逐步淘汰 / / 正被逐步淘汰
A类网络协议之LIN协议
➢采 用 SCI 、 UART 等 通 用 硬 件 接 口 ， 辅 以 相应的驱动程序； ➢能提高汽车上分层、多路复用网络的性能， 降低汽车电子控制装置开发、生产以及诊断 服务的成本； ➢预计到2003年，全世界新生产的汽车平均 每辆会有3~10个LIN节点。
ISO 11898-3、 VAN、 J1850性能比较
比较内容 应用场合 传输介质
位编码方式 介质访问方式 位速率 数据长度 节点成本
ISO 11898-3 控制、诊断 双绞线
NRZ 竞争 10K~1Mbps 0~8个字节 中
VAN 控制、诊断 双绞线、扁 平线 Manchester 竞争 125Kbps
28个字节 低
SAE J1850
通用、诊断
单线
双绞线
VPW PWM 竞争 10.4Kbps 41.6Kbps 0~8个字节 低
B类网络的主流协议
过 去 十 年 间 ， CAN(ISO11898-3); SAE J1850 以 及 VAN(Vehicle Area Network)在车身网络中得到了广泛的应 用。