硬件接口协议之“汽车总线简介”

本文主要介绍汽车总线。

随着电子、半导体、通讯等技术的快速发展,汽车电子智能化的诉求也越来越强,消费者希望驾驶动力性、舒适性、经济性以及娱乐性更强的汽车。汽车制造商为了提高产品竞争力,将越来越多的电子控制系统加入到汽车控制中,例如ECU、ESP、PEPS、EPS等等。尤其是ECU的大量使用使汽车互连的负载率急剧增大,同时对信息传输的可靠性和实时性也有更高的要求。



目前,车用总线技术被美国汽车工程师协会SAE下属的汽车网络委员会按照协议特性分为A、B、C、D四类(也有分为A、B、C、D、E五类的)。

A类总线是面向传感器或执行器管理的低速网络,它的位传输速率通常小于 10Kb/s。A类总线以LIN(Local Interconnect Network 本地互联网)规范最有前途。其由摩托罗拉(Motorola)与奥迪(Audi)等知名企业联手推出的一种新型低成本的开放式串行通讯协议,主要用于车内分布式电控系统,尤其是面向智能传感器或执行器的数字化通讯场合。

B类总线是面向独立控制模块间信息共享的中速网络,位速一般在10~125 Kb/s之间。B类总线以CAN(Controller Area Network 控制器局域网络)最为著名。CAN网络最初是BOSCH公司为欧洲汽车市场所开发的,只用于汽车内部测量和执行部件间的数据通讯,逐渐的发展完善技术和功能,1993年ISO正式颁布了道路交通运输工具一数字信息交换一高速通讯控制器局域网(CAN)国际标准(ISO11898-1),近几年低速容错CAN的标准ISO 11519-2 也开始在欧洲的一些车型中得到广泛的应用。B类总线主要应用于车身电子的舒适型模块和显示仪表等设备中。

C类总线是面向闭环实时控制的多路传输高速网络,位速率多在125Kb/s~1Mb/s之间。C类总线主要用于车上动力系统中对通讯的实时性要求比较高的场合,主要服务于动力传递系统。在欧洲,汽车厂商大多使用“高速CAN”作为C类总线,它实际上就是ISO 11898-1 中位速率高于125Kb/S的那部分标准。美国则在卡车、拖车、建筑机械和农业动力设备中大量使用专门的通讯协议 SAEJ1939。

D类总线是面向多媒体设备、高速数据流传输的高性能网络,位速率一般在 2Mb/s以上,主要用于CD等播放机和液晶显示设备。D类总线带宽范畴相当大,用到的传输介质也有好几种。其又分为低速(IDB-C为代表)、高速(IDB-M为代表)和无线(Bluetooth 蓝牙为代表)三大范畴。常用的有MOST、FlexRay等。

下面就针对常见的一些总线简单的进行介绍,后续会有针对性的挑选一些进行详细的介绍。


类型

总线名称

通信速率

应用范围

厂家

A(<20kbps)主要用于中控门锁、电动车窗、座椅、灯光照明

LIN

20Kbps

智能传感器

Motorola

BEAN

10Kbps

车身控制诊断

TOYOTA

ACP

9600bps

音频/控制

FORD

CCD

7812.5bps

通用/诊断

CHRYSLER

SAE J1708

9600bps

控制/诊断

TMC-ATA

E&C

1kbps

通用

GM

SINEBUS


音频

DELCO

UART


通用/诊断

GM

TTP/A




B10~125kbps)主要用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表信息显示

CANISO11519-2

125Kbps

诊断

BOSCH

J1850(OBD-II)(ISO11519-4)

10.4kbps

通用/诊断

GM/ CHRYSLER

41.6kbps

FORD

SWC(SINGLE-WIRE CAN)

33.33/83.33kbps

诊断

ISO

C125kbps~1Mbps)主要用于动力与传动系统的控制

CANISO11898

1Mbps

控制/诊断

ISO

TT-CANISO11898-4

1Mbps

ISO

FTT-CAN

1Mbps

ISO

SAE J2284

500kbps

控制/诊断

SAE

SAE J1939

250kbps

控制/诊断

TMC-ATA

TTP/C

2M/25Mbps



VANISO11519-3

1Mbps

车身系统


IDB-C

250kbps

通讯/娱乐

SAE

D2Bcopper

29.8kbps

通讯/娱乐

PHILIPS

D(>5Mbps)主要用于导航、影音等多媒体资讯娱乐应用

FlexRay

10Mbps



CAN FD

5Mbps


BOSCH

D2Boptical

12Mbps


PHILIPS

MOST

25Mbps

PHILIPS

IDB-M

400Mbps

SAE

IDB-W

100Mbps

SAE

MML

110Mbps

DELCO

USB

12Mbps


1394

100~400Mbps

IEEE

以太网

10/100/1000Mbps


IEEE

ByteFlight

10Mbps


BMW

X-by-wire

~10Mbps





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