汽车单片机单元2-汽车总线系统概述课件.ppt

1、单元 2 汽车总线系统概述目录目录2.1 为什么要采用总线技术为什么要采用总线技术Vo l v o 汽车近三十年来线束增长的情况汽车近三十年来线束增长的情况2.2.1系统必要性系统必要性传统的点对点的通信传统的点对点的通信 总线系统通信总线系统通信A123A123Without CANCAN车门控制：车门控制：4545根线，根线，9 9个插头个插头 车门控制：车门控制：1717根线，根线，2 2个插头个插头减轻整车重量减轻整车重量减少线束，部分线束变细，节省其它空间，单个线束所承载的功能增加减少线束，部分线束变细，节省其它空间，单个线束所承载的功能增加提高质量可靠性提高质量可靠性插头减少（比如

2、：方向盘模块减少插头减少（比如：方向盘模块减少4545个接点），个接点），100100直接进行故障诊断信直接进行故障诊断信息传输快速准确息传输快速准确减少装配时间减少装配时间减少了装配步骤减少了装配步骤(比如方向盘模块减少比如方向盘模块减少5 5个步骤减少个步骤减少2 2个个)增大开发余地增大开发余地更多通过软件进行技术更改，各控制器可以把整车功能相对随意地分担更多通过软件进行技术更改，各控制器可以把整车功能相对随意地分担节约成本节约成本线束减少线束减少(比如比如21DM21DM节省在中控琐和车门模块上节省在中控琐和车门模块上)，传感器共享，可以实现控，传感器共享，可以实现控制器和执行器的就近

3、原则制器和执行器的就近原则CAN总线的优点总线的优点2.2.2总线发展的历程总线发展的历程大众公司首次在大众公司首次在9797年年PASSATPASSAT的舒适系统上的舒适系统上采用了传送速率为采用了传送速率为62.5Kbit/m62.5Kbit/m的的CanbusCanbus。9898年在年在PASSATPASSAT和和GOLFGOLF的驱动系统上增的驱动系统上增加了加了CanbusCanbus，传送速率为，传送速率为500Kbit/m500Kbit/m。20002000年，大众公司在年，大众公司在PASSATPASSAT和和GOLFGOLF采用了带有网关的第二代采用了带有网关的第二代Can

4、busCanbus。20012001年，大众公司提高了年，大众公司提高了CanbusCanbus的设计标的设计标准，将舒适系统准，将舒适系统CanbusCanbus提高到提高到100Kbit/m,100Kbit/m,驱动系统提高到驱动系统提高到500Kbit/m500Kbit/m。20022002年，大众集团在新年，大众集团在新PQ24PQ24平台上使用带平台上使用带有车载网络控制单元的第三代有车载网络控制单元的第三代CanbusCanbus。20032003年，大众集团在新年，大众集团在新PQ35PQ35平台上使用五平台上使用五重结构的重结构的CanbusCanbus系统，并且出现了单线的系

5、统，并且出现了单线的LIN-BUSLIN-BUS。051015202530354045501996199719981999200020012002200320042005联网的控制器个数联网的控制器个数(CAN,SUB-CAN,LIN)Passat B5Golf A5Golf A4Golf A4,Polo A04Golf A4Passat B5GPTouaregPhaeton D1总线系统的发展总线系统的发展2.2.1总线系统信息传输总线系统信息传输2.2总线系统信息传输及总体构成总线系统信息传输及总体构成控制单元之间又是如何进行通信的控制单元之间又是如何进行通信的每个信息需要一条线路每个信息

6、需要一条线路多路传输多路传输总线系统的信息一般采用多路传输。所谓多路传输也叫时分复用技术总线系统的信息一般采用多路传输。所谓多路传输也叫时分复用技术TDM(Time-Division Multiplexing)，是将不同的信号相互交织在不同的时间，是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信段内，沿着同一个信道传输在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。号提取出来还原成原始信号的通信技术。时分复用时分复用T1T2T3T4125us的时间间隔的时间间隔模拟信号模拟信号数字信号数字信号2.2.2总线系统构成总

7、线系统构成ABS发动机发动机自动变速器自动变速器ESP网关网关控制单元、数据总线、网络、架构、通信协议、网关控制单元、数据总线、网络、架构、通信协议、网关1.控制单元控制单元控制单元控制单元(ECU)，简单的如温度传感器和压力传感器，控制单，简单的如温度传感器和压力传感器，控制单元是检测信号或进行信号处理的电子装置。元是检测信号或进行信号处理的电子装置。2.数据总线数据总线控制单元间运行数据传递的通道，即所谓的信息控制单元间运行数据传递的通道，即所谓的信息“高速公路高速公路”。3.网络网络速腾轿车车载网络系统速腾轿车车载网络系统汽车总线传输系统（车载网络）是一种局域网，可以实汽车总线传输系统（

8、车载网络）是一种局域网，可以实现系统内信息资源的共享。现系统内信息资源的共享。4.架构架构信息高速公路信息高速公路(BUS)的配置，其输入和输出端规定了什么信息能进和什么信息能出。的配置，其输入和输出端规定了什么信息能进和什么信息能出。5.通信协议通信协议通信协议犹如交通规则，包括通信协议犹如交通规则，包括“交通标志交通标志”的制定方法。通信协议的标准蕴涵唤醒访的制定方法。通信协议的标准蕴涵唤醒访问和握手。大多数的通信协议都是专用的，因此维修诊断时需要专门的软件。问和握手。大多数的通信协议都是专用的，因此维修诊断时需要专门的软件。6.网关网关迈腾轿车迈腾轿车CAN-BUSCAN-BUS数据总线

9、由网关连接的系统数据总线由网关连接的系统识别和改变不同总线网络的信号和速率识别和改变不同总线网络的信号和速率改变信息优先级改变信息优先级网关可作为诊断接口网关可作为诊断接口(1)识别和改变不同总线网络的信号和速率识别和改变不同总线网络的信号和速率(2)改变信息优先级改变信息优先级(3)网关可作为诊断接口网关可作为诊断接口总结：总结：2.2.3总线系统网络拓扑总线系统网络拓扑拓扑结构是指网络节点的几何结构，即各个节点相互连接的拓扑结构是指网络节点的几何结构，即各个节点相互连接的方式。方式。节点节点星型拓扑结构星型拓扑结构拓扑结构一般分为星型网络结构、环形网络拓扑结构、总线型拓扑结构一般分为星型网

10、络结构、环形网络拓扑结构、总线型网络拓扑结构网络拓扑结构1.星型网络拓扑结构星型网络拓扑结构星型网络拓扑结构以中央处理器为中心与周围的控制单元相星型网络拓扑结构以中央处理器为中心与周围的控制单元相连而组成的。连而组成的。优点：结构简单，通信优点：结构简单，通信数据量少数据量少缺点：中央处理器负载缺点：中央处理器负载重，线路利用率低重，线路利用率低星型网络拓扑传输介质：星型网络拓扑传输介质：（1）普通导线传输数据）普通导线传输数据传输速率较低，抗干扰能力较差，一般用于控制精度较低的传输速率较低，抗干扰能力较差，一般用于控制精度较低的设备。例如宝马自动空调系统的伺服电机控制设备。例如宝马自动空调系

11、统的伺服电机控制（2）光纤传输数据）光纤传输数据传输速率较快，抗干扰能力强，可靠性较强。例如宝马被动传输速率较快，抗干扰能力强，可靠性较强。例如宝马被动安全系统安全系统ByteFlight总线。总线。2.环形网络拓扑结构环形网络拓扑结构环形网络拓扑结构是指电控单元通过网络部件连接到环形网络拓扑结构是指电控单元通过网络部件连接到1个环形个环形物理链路中。物理链路中。奥迪奥迪A6、A8 MOST总线总线优点：网络传输时效性优点：网络传输时效性好，传输的数据量大，好，传输的数据量大，传输的数据量大，抗干传输的数据量大，抗干扰能力强扰能力强缺点：可靠性较差缺点：可靠性较差3.总线型网络拓扑结构总线型网络拓扑结构所有的控制单元通过分接头接入一条载波传输线上。所有的控制单元通过分接头接入一条载波传输线上。