四种主流的汽车总线：CAN、LIN、FlexRay和MOST总线技术详解

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最熟悉的总线是CAN，但林和Flexray可能大家都有点陌生。接下来，我们来介绍一下这四种汽车公交车。车辆总线是车辆网络中底层车辆设备或车辆仪表之间的通信网络。目前主要有四种总线类型:CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线。用表格解释各种公共汽车之间的区别。第一，汽车公共汽车的诞生。汽车总线的诞生离不开汽车电子的发展。汽车的电子化程度也被视为衡量现代汽车水平的重要标志。传统的汽车电子大多采用点对点的单一通信方式，相互之间联系很少，必然会形成一个庞大的布线系统。据统计，一辆传统接线方式的高档车，电线长度可达2000米，电气节点数可达1500个，每10年翻一番。这进一步加剧了笨重的线束和汽车上有限的可用空间之间的矛盾。从材料成本或工作效率的角度来看，传统的布线方式已经不能适应现代汽车的发展。另外，为了满足各种电子系统的实时性要求，需要共享汽车的公共数据(如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。)，而且每个控制单元的实时性要求不同。因此，传统的电气网络不能适应现代汽车电子系统的发展，于是新的汽车总线技术应运而生。2.CAN总线又称汽车总线，是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它以某种形式(多为星形)将各个单个控制单元连接起来，形成一个完整的系统。CAN总线是德国Bosch公司开发的一种串行通信协议，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。如今已广泛应用于汽车电子系统，成为欧洲汽车制造业的主要行业标准，代表了汽车电子控制网络的主流发展趋势。世界上许多著名的汽车制造商，如大众、奔驰、宝马、保时捷和劳斯莱斯。Royce公司采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统的数据通信。3.LIN总线LIN是摩托罗拉、奥迪等知名企业联合推出的新型低成本开放式串行通信协议。它主要用于车辆中的分布式电子控制系统，特别是用于智能传感器或执行器的数字通信场合。主要用于电动门窗、座椅调节、照明等的控制。典型的LIN网络中的节点数量可以达到12个。以门窗控制为例。有门锁、车窗玻璃开关、车窗升降电机、操作按钮等。在门上，只需要一个LIN网络就可以将它们连接成一体。通过CAN网关，LIN网络还可以与其他汽车系统交换信息，实现更丰富的功能。目前，LIN已成为国际标准，被大多数汽车制造商和零部件制造商所接受。与CAN相比，LIN的成本节约主要是由于采用单线传输，硅片中硬件或软件的实现成本低，从节点中需要使用应时或陶瓷谐振器。这些优势是以低带宽和有限的单宿总线访问方法为代价的。LIN包含一个主节点和一个或多个从节点。所有节点都包含一个分解为发送和接收任务的从属通信任务，而主节点还包含一个附加的主发送任务。在实时LIN中，通信总是由主机任务发起。四。Flexray总线FlexRay总线是由宝马、飞利浦、飞思卡尔、博世等公司联合开发的一种新的通信标准。专为车内联网设计，采用基于时间的触发机制。它具有带宽高、容错性好的特点，在实时性、可靠性和灵活性方面具有一定的优势。Flexray是一种用于汽车的高速、确定性和容错总线技术。它结合了事件触发和时间触发，具有网络利用率高和系统灵活性强的特点。可以作为新一代汽车内部网络的骨干网络。Flexray可用于无源总线和星形网络拓扑，或二者的组合。两种拓扑都支持双通道ECU，集成多个系统级功能，节省生产成本，降低复杂度。双通道架构提供冗余，并使可用带宽翻倍。每个通道的最大数据传输速率为10Mbps。目前Flexray主要应用于安全相关的线控系统和动力系统，在宝马的高端车上也有使用。宝马在07 X5系列车型的电控减震系统中首次应用了FlexRay技术。这款车采用基于飞思卡尔和恩智浦收发器的微控制器，可以监测车速、纵向和横向加速度、方向盘角度、车身和轮胎加速度、行驶高度等数据，从而在行驶过程中实现更好的乘坐舒适性、安全性和高速响应，最大限度地减少轮胎上的载荷变化和底盘的振动。五、MOST总线MOST是一种专门为车内使用和服务于多媒体应用而开发的数据总线技术。MOST代表“多媒体传输系统”。自宝马7系轿车首次采用MOST(Media-Oriented System Transmission Bus，面向媒体的系统传输总线)技术以来，该技术的普及程度近年来突飞猛进，实现了声音和视频的实时传输，满足了高端车载娱乐设备的需求；可用于车载摄像头和其他驱动系统。大部分总线特点:(1)可以达到24的数据传输速度。低成本8 Mbit/s。(2)不管有没有主控电脑，都能工作。(3)支持声音和压缩图像的实时处理。(4)支持同步和异步数据传输。(5)虚拟网络管理系统嵌入在发射机/接收机中。(6)支持多种网络连接方式，提供大部分设备标准，方便简洁地应用系统接口。(7)采用MOST，不仅可以降低连接各种部件的线束质量，还可以减轻系统开发技术人员的负担，最终可以在用户处实现对各种设备的集中控制。(8)光纤网络不会受到电磁辐射干扰和箍圈的影响。大多数总线网络应该通过环形数据总线在多媒体控制单元之间连接，环形数据总线只在一个方向上传输数据，这意味着一个控制单元总是有两条光纤，一条用于发送器，另一条用于接收器。大多数总线采用环网结构的光纤插头:光纤通过专用的光纤插头与控制单元相连。插头上的信号方向箭头指示输入(到接收器)，插头外壳形成与控制单元的连接。信号进入控制单元或通过光纤导线和光插头传输到下一个总线用户。MOST总线控制单元结构示意图控制单元电源模块:电气插头提供的电源由内部电源装置分配给各个部件，使控制单元中的某个部件可以单独关断，从而降低静态电流。收发器装置-光导发射器(FOT):该装置由一个光电二极管和一个发光二极管组成。光电二极管将到达的光信号转换为电压信号，然后传输到MOST收发器。MOST收发器:MOST收发器由发射器和接收器组成。控制单元(ECU):控制单元(ECU)内部有一个微处理器，用于操作控制单元的所有基本功能。专用部件:这些部件用于控制一些专用功能，如CD播放器和收音机调谐器。MOST总线光缆图MOST总线使用光脉冲传输数据。大多数总线采用环形结构。在环形总线中，数据只能单向传输。MOST的传输技术类似于公共交换电话网(public switched telephone network；PSTN)，它有数据通道和控制通道的设计定义。控制信道用于设置如何使用以及发送和接收数据信道。一旦设置完成，数据将持续从发送方流向接收方，在此过程中不需要进一步的数据包处理。这种运行机制的设计最适合实时音视频流传输。MOST的提法完全符合ISO/OSI 7层数据通信协议的参考模型，而MOST的网线连接采用环形拓扑。然而，在更严格的传输和控制应用中，MOST也允许采用星形(也称为径向)或双环连接配置。此外，每个MOST传输和控制网络最多允许连接64个设备(节点)。