用一張表格來說明各種總線的區别
LIN總線
圖 LIN總線結構 除了宿主節點的命名之外,LIN網絡中的節點不使用有關系統設置的任何信息。我們可以在不要求其它從屬節點改變硬件和軟件的情況下向LIN 中增加節點。
宿主節點發送一個包含同步中斷、同步字節和消息識别碼的消息報頭。從屬任務在收到和過濾識别碼後被激活并開始消息響應的傳輸。響應包含兩個、四個或八個數據字節和一個檢查和(checksum)字節。報頭和響應部分組成一個消息幀。 LIN總線上的所有通訊都由主機節點中的主機任務發起,主機任務根據進度表來确定當前的通訊内容,發送相應的幀頭,并為報文幀分配幀通道。總線上的從機節點接收幀頭之後,通過解讀标識符來确定自己是否應該對當前通訊做出響應、做出何種響應。基于這種報文濾波方式,LIN可實現多種數據傳輸模式,且一個報文幀可以同時被多個節點接收利用。 LIN總線物理層采用單線連接,兩個電控單元間的最大傳輸距離為40m。其總線驅動器和接收器的規範遵從改進的ISO 9141 單線标準。基于SCI/UART( 通用異步收發接口的單總線串行通信)協議;目前幾乎所有的微控制器芯片上都有SCI/UART接口。低傳輸速率、小于20kb/s、采用NRZ編碼。
LIN總線在汽車中的應用如下圖所示。
CAN總線 CAN(Controller Area Network)即控制器局域網,可以歸屬于工業現場總線的範疇,通常稱為CAN bus,即CAN總線,是目前國際上應用最廣泛的開放式現場總線之一。 CAN 最初出現在汽車工業中,80年代由德國Bosch公司最先提出。最初動機是為了解決現代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊,減少不斷增加的信号線。 CAN總線是一種串行數據通信協議,其通信接口中集成了CAN協議的物理層和數據鍊路層功能,可完成對通信數據的成幀處理,包括位填充、數據塊編碼、循環冗餘檢驗、優先級判别等項工作。 CAN總線的工作原理可由下面兩圖來說明。
總結下,當一個節點要向其它節點發送數據時,該節點的CPU 将要發送的數據和自己的标識符傳送給本節點的CAN芯片,并處于準備狀态;當它收到總線分配時,轉為發送報文狀态。CAN 芯片将數據根據協議組織成一定的報文格式發出,這時,網上的其它節點處于接收狀态。每個處于接收狀态的節點對接收到的報文進行檢測,判斷這些報文是否是發給自己的,以确定是否接收它。 CAN總線的結構是這樣的。
CAN總線的優點很多:
通信速率最高可達1MB/s(此時距離最長40m)。
節點數實際可達110個。
采用短幀結構,每一幀的有效字節數為8個。
每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施,數據出錯率極低。
通信介質可采用雙絞線,同軸電纜和光導纖維,一般采用廉價的雙絞線即可,無特殊要求。
節點在錯誤嚴重的情況下,具有自動關閉總線的功能,切斷它與總線的聯系,以使總線上的其他操作不受影響。
FlexRay總線 FlexRay總線是由寶馬、飛利浦、飛思卡爾和博世等公司共同制定的一種新型通信标準,專為車内聯網而設計,采用基于時間觸發機制,具有高帶寬、容錯性能好等特點,在實時性、可靠性和靈活性方面具有一定的優勢。 FlexRay總線數據收發采取時間觸發和事件觸發的方式。利用時間觸發通信時,網絡中的各個節點都預先知道彼此将要進行通信的時間,接收器提前知道報文到達的時間,報文在總線上的時間可以預測出來。即便行車環境惡劣多變,幹擾了系統傳輸,FlexRay協議也可以确保将信息延遲和抖動降至最低,盡可能保持傳輸的同步與可預測。這對需要持續及高速性能的應用(如線控刹車、線控轉向等)來說,是非常重要的。 它采用了周期通信的方式,一個通信周期可以劃分為靜态部分、動态部分、特征窗和網絡空閑時間4個部分。靜态部分和動态部分用來傳輸總線數據,即FlexRay報文。特征窗用來發送喚醒特征符和媒介訪問檢測特征符。網絡空閑時間用來實現分布式的時鐘同步和節點參數的初始化。 FlexRay具有高速、可靠及安全的特點.FlexRay在物理上通過兩條分開的總線通信,每一條的數據速率是10MBit/s。FlexRay還能夠提供很多網絡所不具有的可靠性特點。尤其是FlexRay具備的冗餘通信能力可實現通過硬件完全複制網絡配置,并進行進度監測。FlexRay同時提供靈活的配置,可支持各種拓撲,如總線、星型和混合拓撲。FlexRay本身不能确保系統安全,但它具備大量功能,可以支持以安全為導向的系統(如線控系統)的設計。
寶馬公司在07款X5系列車型的電子控制減震器系統中首次應用了FlexRay技術。此款車采用基于飛思卡爾的微控制器和恩智浦的收發器,可以監視有關車輛速度、縱向和橫向加速度、方向盤角度、車身和輪胎加速度及行駛高度的數據,實現了更好的乘坐舒适性以及駕駛時的安全性和高速響應性,此外還将施加給輪胎的負荷變動以及底盤的振動均減至最小。 MOST總線
MOST是一種專門針對車内使用而開發的、服務于多媒體應用的數據總線技術。MOST表示“多媒體傳輸系統”。
MOST總線利用光脈沖傳輸數據。MOST總線采用環形結構。在環形總線内隻能朝着一個方向傳輸數據。
MOST的傳輸技術近似于公衆交換式電話網絡(PublicSwitchedTelephoneNetwork;PSTN),有着數據信道(DataChannel)與控制信道(ControlChannel)的設計定義,控制信道即用來設定如何使用與收發數據信道。一旦設定完成,資料就會持續地從發送處流向接收處,過程中不用再有進一步的封包處理程序,将運作機制如此設計,最适合用于實時性音訊、視訊串流傳輸。
MOST在制訂上完全合乎ISO/OSI的7層數據通訊協議參考模型,而在網線連接上MOST采用環狀拓樸,不過在更具嚴苛要求的傳控應用上,MOST也允許改采星狀(亦稱放射狀)或雙環狀的連接組态,此外每套MOST傳控網絡允許最多達64個的裝置(節點)連接。
圖 MOST總線的組成
圖 MOST總線的控制單元
CAN總線硬件互聯系統
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