智能网联汽车技术概论课后习题

1、第六章汽车总线及车载网络技术1学习目标 i 11S能够理解CAN总线的原理，熟悉 CAN总线在汽车中的应用|2能够理解LIN总线的原理，熟悉 LIN总线在汽车中的应用|i3 i能够理解FlexRay总线的原理，熟悉 CAN总线在汽车中的应用14 |能够理解MOS总线的原理，熟悉 MOS总线在汽车中的应用H" H5 i能够理解车载以太网的主要技术，熟悉车载以太网的应用i本章小结本章的学习目标你已经达成了吗请通过思考以下问题的答案进行结果检验。序号问题自检结果1汽车总线相对传统布线有何 优势传统的布线方式会带来布线复杂、占用 空间、成本提高、可靠性和可维修性降低等 诸多问题。总线技术。采

2、用汽车 CAN总线技术可以 将汽车电控系统之间的通信线束大大减少， 从而节省了空间、降低了成本，实现了资源 共享，提高了系统工作可靠性和可维修性。2说明汽车总线分类、典型总 线和应用场合分类：美国汽车工程师协会的汽车网络 委员会按照协议特性分为 A B、C D四类。典型总线：主要包括 CANBus LINBus、 FlexRay总线和MOS四种总线。应用场合：1) A类网络是面向传感器/执行器控制 的低速网络，是应用在控制模块与智能传感 器或智能执行器之间的通信网络，主要用于车外后视镜调整、电动车窗、灯光照明、智 能刮水器等控制；2) B类网络是面向独立模块间数据共享 的中速网络，主要应用于车

3、身电子舒适性模 块、仪表显示等系统；3) C类网络是面向高速、实时闭环控制 的多路传输网络，主要应用于牵引力控制、 发动机控制、ABS ESP等系统；4) D类网络是面向多媒体信息的高速传 输网络，主要应用于车载视频、车载音响、 车载电话、导航等影音信息娱乐系统；5) E类网络是面向汽车被动安全系统的 高速、实时网络，用于车辆被动性安全领域。3说明CAN节点向总线上发送节点1的微控制器1对传感器1进行数数据的流程和从总线上接收数据 的流程据采集，然后将传感器 1对应的数字信号附 加一个数据ID号发送给CAN控制器1 , CAN 控制器1对数据进行打包，然后将数据包发 送给CAN收发器1, CA

4、N收发器1再将其数字 信号转换为对应的 CAN总线电压信号，从而 完成数据发送过程；当节点n从CAN总线上接收到电压信号后，首先由CAN收发器n将总线电压信号转换为对应的数字信号，然后 将其数字信号发送给 CAN控制器n；CAN控制 器n首先对其收到的数据进行“验收滤 波”，判断收到的信号是否是自身节点需要 的数据，若是，则接受此数据并对其进行解 包，为节点n的微控制器n提供有效数据(节 点1的传感器信号)，微控制器n可根据节点 1的传感器信号控制执行器 n动作；否则， 节点n放弃此次收到的 CAN数据。4CAN总线是如何实现数据仲 裁的1) CAN总线的多个节点同时向总线上发 送数据时，总线

5、上的结果是多个数据的“逻 辑与”值。2) CAN收发器具有“边说边听”功能， 即节点向CAN总线上发送数据时，同时也能 监听到总线上的数据。5CAN总线是如何实现验收滤 波的每个节点的CAN控制器中都有两个寄存 器：验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器。当 某节点的验收屏蔽寄存器设置为“有关” 时，则该节点只能接受数据ID号与自身验收 代码寄存器内容完全相同的数据；当某节点 的验收屏蔽寄存器设置为“无关”时，则该 节点“来者不拒”，可接受数据ID号为任意 值的数据，这就是所谓的CAN验收滤波原理。 借助验收滤波功能，可以灵活实现CAN总线的“点对点”、“一点对多点(广播)”的 数据通信方式。6CAN

6、总线具有咼可靠性、安全 性和实时性，其具体表现有哪些1) CAN总线采用双绞线和差分电压方式， 对外抗干扰，同时又不对外产生干扰。2) CAN总线采用“边说边听”方式的无破坏 性仲裁。3) CAN总线采用短帧格式，核心的数据 最多8个字节，从而保证实时性和可靠性。4) CAN总线采用先进的循环冗余校验 (CRC，保证可靠性。5）CAN总线采用帧内应答，保证实时性。7CAN总线在智能网联汽车应 用中存在哪些挑战在引入信息娱乐系统和基于视频的ADAS高级驾驶辅助系统时，这些应用的数据传输 带宽要求明显咼于传统的控制系统。CAN总线通信缺乏加密和访问控制机制， 缺少认证和消息验证机制，无法识别和警告

7、 异常消息。8LIN总线和CAN总线有何区 别LIN总线是一种辅助的串行通信总线网 络，多用于不需要 CAN总线的带宽和多功能 的场合，在车载网络中，LIN处于低端，与CAN以及其他B级或C级网络比较，它的传 输速度低、结构简单、价格低廉；在汽车上， LIN与这些网络是互补的关系。9LIN总线有几种信息传输模 式LIN总线共有3种信息传输模式1）主节点请求从节点数据2）主节点向从节点发送数据3）从节点之间发送数据10MOST总线在汽车中采用什么 拓扑结构在MOST总线中，各个终端设备（节点、 控制单元）之间通过一个数据只沿一个方向 传输的环形总线连接，音频、视频信息在环 形总线上循环，并由每个

8、节点（控制单兀） 读取和转发。各个控制单元之间通过光导纤 维相互连接而形成一个封闭环路，因此每个 控制单兀拥有两根光导纤维，一根光导纤维 用于发射器，一根光导纤维用于接收器。11FlexRay总线有哪些优点和 应用FlexRay是一种用于汽车的高速、可确 定性的、具备故障容错能力的总线技术，它 将事件触发和时间触发两种方式相结合，具 有高效的网络利用率和系统灵活性特点，可 以作为新一代汽车内部网络的主干网络。12目前车载以太网物理层技术 有哪些（1）适合车辆环境的以太网物理层兀件；（2）BroadR-Reach 的 100 Mbit/s 汽车 以太网解决方案；（3）IEEE RTPGE 及 PoE 技术。13车载以太网在智能网联汽车 中有哪些优势1）低成本下的咼带宽。新的汽车功能需 要的是更加开放、高速，车载以太网有助于减少功耗，线束重量和部署成本。2） 支持不同应用的多种协议和功能。以太网可以冋时支持 AVB TCP/IP、DOIP