汽车总线技术培训件

1、c controllera areannetwork未来汽车电气系统：汽车总线系统一、 为什么要采用总线技术？c controllera areannetwork现场总线的简介现场总线的简介 现场总线：现场总线： 一个开放的通信网络，是一种全封闭的控制系统，一个开放的通信网络，是一种全封闭的控制系统，它通过线路把智能设备连接起来。使之成为集控制、测它通过线路把智能设备连接起来。使之成为集控制、测量、诊断等的综合网络量、诊断等的综合网络 现场总线是一种线性拓扑网络。现场总线是一种线性拓扑网络。 拓扑的结构拓扑的结构(topology structure)(topology structure)：

2、 是指网络节点的几何结构是指网络节点的几何结构, ,即各个节点相即各个节点相 互连接的互连接的方式方式, ,一般办星形拓扑、环形拓扑、混合型拓扑结构。一般办星形拓扑、环形拓扑、混合型拓扑结构。 有下列几种总线：有下列几种总线： 控制器局域网控制器局域网can(controller area network)can(controller area network) 局域网互联局域网互联lin(local interconnect network)lin(local interconnect network) 多媒体信息总线多媒体信息总线mostmost（media oriented system

3、 media oriented system transporttransport）c controllera areannetwork 丰田车系多路传输系统缩写为mpx (multiplex communication) 本田多路集中控制系统（multiplex integrated system）c controllera areannetwork 所谓线控技术所谓线控技术 就是用电子信息的传送取代过去由机械的、液压就是用电子信息的传送取代过去由机械的、液压的或气动的系统连接的传动部分，如换挡连杆、节气的或气动的系统连接的传动部分，如换挡连杆、节气门拉线、转向传动机构及制动油路系统等。门拉

4、线、转向传动机构及制动油路系统等。图图1 线控系统的基本结构框图线控系统的基本结构框图c controllera areannetwork二、汽车数据总线系统的发展 线束总长: 3860米 线束数量: 2110 重量: 64 kgq采用最新电子技术和工业现场总线技术q控制单元功能扩展q汽车局域网技术国际标准化c controllera areannetwork051015202530354045501996199719981999200020012002200320042005联网的控制器个数(can, sub-can, lin)passat b5golf a5golf a4golf a4,

5、polo a04golf a4passat b5gptouaregphaeton d1总线技术的发展c controllera areannetwork总线技术的发展quelle: i/ee051015202530354045909498000204e-klassee-klassec-klassec512s-klasse8 erw1088927 er3 er7 ers-klasse7 erc6b6e-klassec-klasse965 er联网的控制器个数(can, sub-can, lin)c controllera areannetwork总线技术的发展总线技术的发展 19831983年，

6、丰田汽车公司在世纪牌汽车上最早采用了应用光缆的年，丰田汽车公司在世纪牌汽车上最早采用了应用光缆的车门控制系统，实现了多个节点的连接通讯。车门控制系统，实现了多个节点的连接通讯。 19861986年年19891989年间，在车身系统上装用了利用铜线的网络。年间，在车身系统上装用了利用铜线的网络。 gmgm公司的车灯控制系统已经处于批量生产的阶段。公司的车灯控制系统已经处于批量生产的阶段。 19831983年年 robert boschrobert bosch公司开始开发汽车总线系统公司开始开发汽车总线系统, ,德国的德国的 wolfhard lawrenzwolfhard lawrenz教授给这

7、种教授给这种新总线命名为教授给这种教授给这种新总线命名为controller area networkcontroller area network。 19861986年年, ,在底特律汽车工程协会上，由在底特律汽车工程协会上，由boschbosch公司研发的公司研发的cancan总总线系统通讯方案获得认可。线系统通讯方案获得认可。 19871987年年,intel,intel公司开发出了第一枚公司开发出了第一枚cancan的芯片的芯片,82526,82526， philipsphilips公司很快也推出公司很快也推出82c200,199382c200,1993年年1111月月, ,国际标准化

8、组织国际标准化组织正公布了正公布了cancan协议的国际标准协议的国际标准isoll898isoll898以及以及iso11519iso11519。奔驰公。奔驰公司司19921992年第一个采用年第一个采用cancan总线技术的公司，装在客车上。总线技术的公司，装在客车上。c controllera areannetwork 在美国，通过采用在美国，通过采用sae j1850sae j1850普及了数据共享系统，普及了数据共享系统，在在saesae中也通过了中也通过了cancan的标准，明确地表示将转向的标准，明确地表示将转向cancan协议。协议。 欧洲又以与欧洲又以与cancan协议不同的

9、思路提出了控制系统的新协议不同的思路提出了控制系统的新协议协议ttpttp（time triggered protocoltime triggered protocol），）， x-by-wirex-by-wire系统上开始应用。与这些网络采用不同系统上开始应用。与这些网络采用不同思路开发的有信息系统。思路开发的有信息系统。 当对汽车引入智能交通系统（当对汽车引入智能交通系统（itsits），）， mostmost及及ieee1394ieee1394等。主要车载网络的名称、概要、等。主要车载网络的名称、概要、通讯速度与组织推动单位。通讯速度与组织推动单位。c controllera arean

10、network三、采用总线技术优点without cancan车门控制：车门控制：4545根线，根线，9 9个插头个插头 采用总线技术总线控制：采用总线技术总线控制：1717根线，根线，2 2个插头个插头c controllera areannetwork采用总线技术优点减轻整车重量（经济减轻整车重量（经济）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、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，可以实现控制器和执行器，传感器共享

11、，可以实现控制器和执行器的就近原则的就近原则提高质量可靠提高质量可靠插头减少（比如：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息传输快速准确直接进行故障诊断信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) )，系统检测，系统检测4 4个通道个通道, ,新的可能性新的可能性集中的操作和显示装置，语音控制，操作指南简单化，远程故障诊断，整车系统功能的安全集中的操作和显示装置，语音控制，操作指南简单化，远程故障诊断，整车系统功能的安全性，舒适

12、系统性，舒适系统( (例如例如: :钥匙遥感钥匙遥感) )，软件改写，扩展的故障诊断功能，软件改写，扩展的故障诊断功能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c controllera areannetwork总线速率总线速率 bit/sbyteflightoptical buslinmaster-slavesingle wire busno quartzcan-bevent triggeredfault tolerantdual wirecan-cevent triggereddual

13、 wirettx (in definition) time triggeredfault tol, dependable2x2 wire25.6m20k2m1m125k单节点提高的成本单节点提高的成本d2b, mosttoken ringoptical bus124.510c controllera areannetwork总线网络总线网络车载网络的名称车载网络的名称概要概要通讯速度通讯速度组织组织/推动单位推动单位c a n （ c o n t ro l l e r a r e a network）车身动力传动系统控制用车身动力传动系统控制用lan协议协议最有可能成为世界标准的车用最有可能成

14、为世界标准的车用lan协议协议1 mbpsrobert bosch公司（开公司（开发），发），isovan（vehicle area network）车身系统控制用车身系统控制用lan协议协议以法国为中心以法国为中心1 mbpsisoj1850车身系统控制用车身系统控制用lan协议协议以美国为中心以美国为中心10.4 kbps41.6 kbpsford motor公司公司lin（local interconnect network）车身系统控制用车身系统控制用lan协议协议液压组件专用液压组件专用20 kbpslin协议会协议会idb-c（its data bus on can）以以can为基

15、础的控制用为基础的控制用la n协议协议250 kbpsidm论坛论坛ttp/c（time triggered protocol by can）重视安全、按用途分类的控制用重视安全、按用途分类的控制用lan协议协议时分多路复用（时分多路复用（tdma）2 mbps25mbpsttt计算机技术公司计算机技术公司ttcan（time triggered can）重视安全、按用途分类的控制用重视安全、按用途分类的控制用lan协议协议时间同步的时间同步的can1 mbpsrobert bosch公司，公司，ciabyteflight重视安全、按用途分类的控制用重视安全、按用途分类的控制用lan协议协议

16、通用时分多路复用（通用时分多路复用（ftdma）10 mbpsbmw公司公司flex ray重视安全、按用途分类的控制用重视安全、按用途分类的控制用lan 协议协议5mbpsbmw公司公司daimler chrysler公司公司d2b/optical（domestic digital bus/optical）音频系统通讯协议音频系统通讯协议将将d2b作为音频系统总线采用光通讯作为音频系统总线采用光通讯5.6 mbpscc公司公司most（media oriented system transport）信息系统通讯协议信息系统通讯协议从以欧洲为中心从以欧洲为中心由克莱斯勒与由克莱斯勒与bmw公司

17、推动公司推动22.5 mbpsmost合作组织合作组织ieeee1394信息系统通讯协议信息系统通讯协议有转化成有转化成idb1394的动向的动向100 mbps1394工业协会工业协会c controllera areannetwork 数据总线的速度通常用波特率来表示，波特率是每秒千字节数（kbits） 波特(baud)：是指每秒钟信号的变化次数或者传输的字位数，得名于一位法国工程师的名字（jean baudot，简称bd），can总线的速度最大达到1mbps。c controllera areannetwork四、四、can-buscan-bus数据总线系统的结构数据总线系统的结构 1

18、1can-buscan-bus数据总线各组成部件及功能数据总线各组成部件及功能 can-buscan-bus数据总线包括：控制单元（数据总线包括：控制单元（cpucpu）、）、收发器（收发器（tranceivertranceiver）、发送器）、发送器（transmittertransmitter）、接收器（）、接收器（receiverreceiver）、）、数据传输终端、输入数据传输终端、输入/ /输出存储器和程序输出存储器和程序存储器存储器 c controllera areannetwork数据总线系统 can总线中央程序器（cpu） 控制单元主要计算器数据总线终端电阻收发器（tranc

19、eiver） 发送器（transmitter） 接收器（receiver）控制器（controller） can通讯的控制单元 过滤接收指令 形成要发送的指令控制单元c controllera areannetworkc controllera areannetwork（1 1）控制单元）控制单元 控制单元控制单元接收到的传感器值（如发动机温度或转接收到的传感器值（如发动机温度或转速速) ) 查询并按顺序存入存储器查询并按顺序存入存储器旋转式输入选择开旋转式输入选择开关的选择器。关的选择器。 存储器内的传感器数据会被存储器内的传感器数据会被cpucpu运算处理，然后存入运算处理，然后存入到输出

20、存储器执行控制功能。到输出存储器执行控制功能。 cancan网络也成为了控制单元的信息输出对象。网络也成为了控制单元的信息输出对象。 微控制器按事先规定好的程序来处理输入值，处理微控制器按事先规定好的程序来处理输入值，处理后的结果存入相应的输出存储器内，然后到达各个执后的结果存入相应的输出存储器内，然后到达各个执行元件。为了能够处理数据传输总线信息，各控制单行元件。为了能够处理数据传输总线信息，各控制单元内还有一个数据传输总线存储区，用于容纳接收到元内还有一个数据传输总线存储区，用于容纳接收到的和要发送的信息。的和要发送的信息。c controllera areannetwork（2）数据传输

21、总线构件数据传输总线构件用于数据交换，数据传输总线构件用于数据交换，两个区：接收区，两个区：接收区， 发送区发送区数据传输总线构件通过接收邮箱（接受信息数据传输总线构件通过接收邮箱（接受信息存储器存储器) )或发送邮箱或发送邮箱( (发送信息存储器发送信息存储器) )与控制单与控制单元相连，该构件一般集成在控制单元的微控制元相连，该构件一般集成在控制单元的微控制器芯片内。器芯片内。c controllera areannetwork（3）收发器cancan发送器发送器cancan接收器组成：接收器组成：其作用是将其作用是将cancan控制器提供的数据转换成控制器提供的数据转换成can-busc

22、an-bus网络信号发送网络信号发送出去，同时，它也接收总线数据，并将数据传送到出去，同时，它也接收总线数据，并将数据传送到cancan控制器。控制器。发送器把数据传输总线构件连续的比特流（逻辑电平发送器把数据传输总线构件连续的比特流（逻辑电平) )转换转换成电压值成电压值( (线路传输电平线路传输电平) )，这个电压值适合铜导线上的数据传，这个电压值适合铜导线上的数据传输。输。接收器则把电压信号转换成连接的比特流，这种比特流适接收器则把电压信号转换成连接的比特流，这种比特流适合合cpucpu处理。处理。 收发器通过收发器通过txtx线（发送导线）线（发送导线） rxrx线（接收导线）与数据传

23、输总线构件相连，线（接收导线）与数据传输总线构件相连，rxrx线通过线通过个放个放大器直接与数据传输总线相连，始终监控总线信号。大器直接与数据传输总线相连，始终监控总线信号。c controllera areannetwork 断路式集流器 c controllera areannetwork状态1：截止状态，晶体管截止（开关未打开） 无源：总线电平=1，电阻高状态0：接通状态，晶体管导通（开关已结合） 有源：总线电平=0，电阻低c controllera areannetworkc controllera areannetworkc controllera areannetwork 总线系统

24、中信号采用二进制传输，因此，总线系统中信号采用二进制传输，因此，如果总线处于状态如果总线处于状态1(1(无源无源) )，那么此状态可以由，那么此状态可以由某一个控制单元使用状态某一个控制单元使用状态0 0（有源）来改写。我（有源）来改写。我们将无源的总线电平称为隐性的，有源的总线们将无源的总线电平称为隐性的，有源的总线电平称为显性的。电平称为显性的。c controllera areannetworkc controllera areannetworkc controllera areannetwork 四、数据传输形式和数据传输原理四、数据传输形式和数据传输原理 数据传输形式数据传输形式 形

25、式形式1 1： 共需要共需要5 5条数据线进行数据传递也就是条数据线进行数据传递也就是说，每项信息都需要一个独立的数据线说，每项信息都需要一个独立的数据线c controllera areannetwork2.2.各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换进行交换cancan数据总线数据总线c controllera areannetwork3 . 3 . 数据传输原理数据传输原理cancan数据总线中的数据数据总线中的数据传递就像一个电话会议传递就像一个电话会议一个电话用户（控制单一个电话用户（控制单元）将数据元）将数据“讲入讲入”网网络中，其他

26、用户通过网络中，其他用户通过网络络“接听接听”这个数据这个数据对这个数据感兴趣的用对这个数据感兴趣的用户就会利用数据，而其户就会利用数据，而其他用户则选择忽略他用户则选择忽略c controllera areannetworkc controllera areannetwork4 4can-buscan-bus数据总线传递数据的格式数据总线传递数据的格式c controllera areannetwork 开始域（起始开始域（起始帧）帧） ：标志数据标志数据开始。带有大约开始。带有大约5v5v电压（由系统决定）电压（由系统决定）的的1 1位，被送入高位，被送入高位位cancan线；带有大线；带

27、有大约约0v0v电压的电压的1 1位被位被送入低位送入低位cancan线。线。状态域：判定数据中状态域：判定数据中的优先权。如果两的优先权。如果两个控制单元都要同个控制单元都要同时发送各自的数据，时发送各自的数据，那么，具有较高优那么，具有较高优先权的控制单元，先权的控制单元，优先发送优先发送c controllera areannetwork检查域：用于显示在检查域：用于显示在数据域中所包含的数据域中所包含的信息项目数，由信息项目数，由6 6位构成。在本部分位构成。在本部分允许任何接收器检允许任何接收器检查是否已经接收到查是否已经接收到所传递过来的所有所传递过来的所有信息。信息。数据域：传给

28、其他电数据域：传给其他电控单元的信息，最控单元的信息，最大由大由6464位构成。位构成。安全域：检测传递数安全域：检测传递数据中的错误检测传据中的错误检测传递数据中的错误，递数据中的错误，由由1616位构成位构成 确认域：在此，接收器信号通知发送器，接收器已经确认域：在此，接收器信号通知发送器，接收器已经正确收到数据。若检查到错误，接收器立即通知发送正确收到数据。若检查到错误，接收器立即通知发送器，发送器然后再发送一次数据器，发送器然后再发送一次数据c controllera areannetwork结束域：标志数据报告结束。在此是显示错误并重复发送数据的最后一次机会结束域：标志数据报告结束。

29、在此是显示错误并重复发送数据的最后一次机会c controllera areannetworkc controllera areannetwork帧的概念帧的概念: : 在网络中，计算机通信传输的是由在网络中，计算机通信传输的是由“0”0”和和“1”1”构成的二进制数据，二进制数据构成的二进制数据，二进制数据组成组成“帧帧”（frameframe），帧是网络传输的最小单位），帧是网络传输的最小单位。 cancan定义了定义了4 4种不同的信息帧种不同的信息帧: :数据帧数据帧: :传送从发送端到接收端的数据。传送从发送端到接收端的数据。远程帧远程帧: :由总线上一个节点发出由总线上一个节点发出

30、, ,请求发送与这帧有相同标识符请求发送与这帧有相同标识符的数据帧。的数据帧。错误帧错误帧: :一旦某个节点发现错误就发出一个错误帧。一旦某个节点发现错误就发出一个错误帧。超载帧超载帧: :用于请求在下一个数据帧或远程帧到来之前加人延时。用于请求在下一个数据帧或远程帧到来之前加人延时。数据帧和远程帧与前一个帧之间都会有一个隔离域数据帧和远程帧与前一个帧之间都会有一个隔离域, ,即帧间间隔。即帧间间隔。c controllera areannetwork5传递的信息 用于交换的数据称为信息，每个控制单元均可发送和接收信息。 信息是以二进制值系列（0和1）来表示，其中包含着要传递的物理量，例如，发

31、动机转速为l800r/min可表示成00010101，二进制数据流也称为比特流。c controllera areannetwork发送过程中，二进制值先被转换成连续的比特流，发送过程中，二进制值先被转换成连续的比特流，该比特流通过该比特流通过txtx线（发送线）到达收发器（放线（发送线）到达收发器（放大器），收发器将比特流转化成相应的电压值，大器），收发器将比特流转化成相应的电压值，最后这些电压值按时间顺序依次被传送到数据最后这些电压值按时间顺序依次被传送到数据传输总线的导线上。传输总线的导线上。在接收过程中，这些电压值经收发器又转换成比在接收过程中，这些电压值经收发器又转换成比特流，再经特

32、流，再经rxrx线（接收线）传至控制单元，控线（接收线）传至控制单元，控制单元将这些二进制连续值转换成信息。例如，制单元将这些二进制连续值转换成信息。例如，0001010100010101这个值又被转换成这个值又被转换成1800r/min1800r/min。c controllera areannetwork每个控制单元均可接收发送出的信息。人们也把该每个控制单元均可接收发送出的信息。人们也把该原理称为广播，就像一个广播电台发送某一节目原理称为广播，就像一个广播电台发送某一节目一样，每个连接的用户均可接收，但收与不收由一样，每个连接的用户均可接收，但收与不收由接受用户决定。这种广播方式可以使得

33、连接的所接受用户决定。这种广播方式可以使得连接的所有控制单元总是处于相同的信息状态有控制单元总是处于相同的信息状态c controllera areannetwork数据总线控制单元 1控制单元 2控制单元 3控制单元 4数据处理数据处理数据准备数据检测数据接收数据检测数据检测数据接收数据接收发送数据六、六、 can-buscan-bus数据总线的数据传递过程数据总线的数据传递过程数据传输过程1.1.数据准备数据准备can控制单元控制器为数据发送做准备2.2.数据发送数据发送can收发器从控制器得到数据，并将之转为电信号发送出去3. 数据接收数据接收在网络上其他所有的控制单元做好接收数据的准备

34、4. 数据检测数据检测控制单元检测它所接收到的数据对它的功能是否有必要5. 数据接受数据接受如果数据是重要的，接收并处理，否则忽略c controllera areannetwork1. 提供数据：电控单元的微处理提供数据：电控单元的微处理器向器向cancan控制器提供需要发送的控制器提供需要发送的数据数据 2. 2. 发送数据：发送数据：cancan收发器接收由收发器接收由cancan控制器传来的数据，转为控制器传来的数据，转为cancan网网络电信号并发送到络电信号并发送到can-buscan-bus数据数据总线上。总线上。c controllera areannetworkc contr

35、ollera areannetwork （1 1）传感器接收到转速值，该值以固定的周期到达）传感器接收到转速值，该值以固定的周期到达微控制器的输入存储器内。由于该转速值还用于其他微控制器的输入存储器内。由于该转速值还用于其他控制单元，如组合仪表，所以该值应通过数据传输总控制单元，如组合仪表，所以该值应通过数据传输总线来传递。线来传递。 （2 2）该转速值被复制到发动机控制单元的发送存储）该转速值被复制到发动机控制单元的发送存储器内。器内。 （3 3）该信息从发送存储器进入数据传输总线构件的）该信息从发送存储器进入数据传输总线构件的发送邮箱内。如果发送邮箱内有一个实时值，那么该发送邮箱内。如果发

36、送邮箱内有一个实时值，那么该值会由发送特征位（举起的小旗示意有传输任务）显值会由发送特征位（举起的小旗示意有传输任务）显示出来，将发送任务委托给数据传输总线构件，发动示出来，将发送任务委托给数据传输总线构件，发动机控制单元就完成了此过程中的任务。机控制单元就完成了此过程中的任务。c controllera areannetwork （4 4）发动机转速值）发动机转速值按协议被转换成图按协议被转换成图2-2-2121数据传输总线的特数据传输总线的特殊格式。殊格式。 （5 5）数据传输总线）数据传输总线构件通过构件通过rxrx线来检查线来检查总线是否有源（是否总线是否有源（是否正在交换别的信息），

37、正在交换别的信息），必要时会等待，直至必要时会等待，直至总线空闲下来为止。总线空闲下来为止。如果总线空闲下来，如果总线空闲下来，发动机信息就会被发发动机信息就会被发送出去。送出去。c controllera areannetwork3 3接收数据：所有与接收数据：所有与can-buscan-bus数据总线一数据总线一起构成网络的电控单起构成网络的电控单元转为接收器，从元转为接收器，从can-buscan-bus数据总线上数据总线上接收数据。接收数据。c controllera areannetworkc controllera areannetwork（1 1）信息接收）信息接收连接的所有装置

38、都接收发动机控制单元发送的信息，该信息是通过连接的所有装置都接收发动机控制单元发送的信息，该信息是通过rxrx线到达数据传输总线构件各自的接收区。线到达数据传输总线构件各自的接收区。（2 2）信息校验）信息校验 接收器接收发动机的所有信息，并且在相应的监控层检查这些信接收器接收发动机的所有信息，并且在相应的监控层检查这些信息是否正确。这样就可以识别出在某种情况下某一控制单元上出息是否正确。这样就可以识别出在某种情况下某一控制单元上出现的局部故障。所有连接的装置都接收发动机控制单元发送的信现的局部故障。所有连接的装置都接收发动机控制单元发送的信息，可以通过监控层内的息，可以通过监控层内的crcc

39、rc（cycling redundancy checkcycling redundancy check的英文的英文缩写，意思是缩写，意思是“循环冗余码校验循环冗余码校验”），校验数来确定是否有传递），校验数来确定是否有传递错误。在发送每个信息时，所有数据位会产生并传递一个错误。在发送每个信息时，所有数据位会产生并传递一个1616位的位的校验码。接收器按同样的规则，从所有已经接收到的数据位中计校验码。接收器按同样的规则，从所有已经接收到的数据位中计算出校验和数。随后，接收到的校验数与计算出的校验数进行比算出校验和数。随后，接收到的校验数与计算出的校验数进行比较，如果确定无传递错误，那么连接的所有

40、装置会给发送器一个较，如果确定无传递错误，那么连接的所有装置会给发送器一个确认回答，这个回答就是所谓的确认回答，这个回答就是所谓的“信息收到符号信息收到符号”ack (ack ( （3 3）信息接受）信息接受 已接收到的正确信息会到达相关数据传输总线构件的接受区，在已接收到的正确信息会到达相关数据传输总线构件的接受区，在那里来决定该信息是否用于完成各控制单元的功能。如果不是，那里来决定该信息是否用于完成各控制单元的功能。如果不是，该信息就被拒收。如果是，该信息就会进入相应的接收邮箱。控该信息就被拒收。如果是，该信息就会进入相应的接收邮箱。控制单元根据接受信号（升起的制单元根据接受信号（升起的“

41、接受小旗接受小旗”）就会知道：现在有）就会知道：现在有一个信息一个信息( (如转速如转速) )在排队等待处理在排队等待处理c controllera areannetworkc controllera areannetwork七、can总线的传输仲裁 原则是：具有最高优先权的数据首先发送。原则是：具有最高优先权的数据首先发送。 1.1.每个控制单元在发送信息时，通过发送标识符来识每个控制单元在发送信息时，通过发送标识符来识别优先级。别优先级。 2.2.所有的控制单元都是通过各自的所有的控制单元都是通过各自的rxrx线来跟踪总线上线来跟踪总线上的一举一动并获知总线的状态。的一举一动并获知总线的状

42、态。 3.3.每个发射器将每个发射器将txtx线和线和rxrx线的状态逐位进行比较。线的状态逐位进行比较。 4.4.数据传输总线的调整规则：用标识符中位于前部的数据传输总线的调整规则：用标识符中位于前部的“o”o”的个数代表信息的重要程度，的个数代表信息的重要程度，“0”0”的位数越多的位数越多越优先，从而保证按重要程度的顺序来发送信息。越越优先，从而保证按重要程度的顺序来发送信息。越早出现早出现“1”1”的控制单元，越早退出发送状态而转为的控制单元，越早退出发送状态而转为接收状态。基于安全考虑，涉及安全系统的数据优先接收状态。基于安全考虑，涉及安全系统的数据优先发送。发送。c control

43、lera areannetwork每个位都有每个位都有1 1个值，该值定义为电位个值，该值定义为电位这样就有这样就有2 2个可能：高电位或低电位个可能：高电位或低电位位电压位值电位0v0高电位5v1低电位c controllera areannetwork例如： abs/edlabs/edl控制单元发送控制单元发送了了1 1个高电位个高电位 motronicmotronic控制单元也发控制单元也发送了送了1 1个高电位个高电位自动变速器控制单元发送了自动变速器控制单元发送了1 1个低电位而检测到个低电位而检测到1 1个高电位，那么它将个高电位，那么它将失去优先权而转为接收器失去优先权而转为接收

44、器位1c controllera areannetwork 在状态域中，由在状态域中，由1111位组成的编码，其数据的组合形式决定位组成的编码，其数据的组合形式决定了数据的优先权。了数据的优先权。 下面是下面是3 3组不同数据报告的优先权组不同数据报告的优先权优先权数据报告状态域形式1brake1(制动1）001 1010 00002engine1（发动机1）010 1000 00003gearbox1（变速器1）100 0100 0000c controllera areannetwork 3 3个控制单元同个控制单元同时发送数据，此时发送数据，此时，在数据传输时，在数据传输线上进行一位一线

45、上进行一位一位的比较位的比较 如果如果1 1个控制单个控制单元发送了元发送了1 1个低个低电位而检测到电位而检测到1 1个高电位，那么个高电位，那么该控制单元就停该控制单元就停止发送而转为接止发送而转为接收器收器c controllera areannetwork八、总线系统网络拓扑八、总线系统网络拓扑 拓扑的结构拓扑的结构(topology structure)(topology structure) 一般分为星形网络拓扑、环形网络拓扑、总线型网络一般分为星形网络拓扑、环形网络拓扑、总线型网络拓扑结构。拓扑结构。 1.1.星形网络拓扑结构星形网络拓扑结构 该系统是由该系统是由1 1个主控单元

46、，几个卫星式传感器，个主控单元，几个卫星式传感器， c controllera areannetwork网络网络c controllera areannetworkc controllera areannetworkc controllera areannetwork大众车系大众车系cancan网络网络can can 仪表仪表can can 驱动驱动can can 信息信息can can 舒适舒适 can can 诊断诊断单元七单元七 大众车系的多路传输系统原理与维修大众车系的多路传输系统原理与维修c controllera areannetworkc controllera areannet

47、workc controllera areannetworkaudi c6数据总线系统 舒适系统网关/诊断接口 j533门控制单元 副司机侧 j387能量管理系统 j644门控制单元 右后j389座椅调节 副司机侧 j521挂车识别 j345驻车辅助j446进入/启动授权 j518驻车加热 j364整车电器控制单元 2 j520门控制单元 司机侧 j386门控制单元 左后j388座椅调节 司机侧 j136警报喇叭 h12雨滴光强传感器 g397冷却液压力和温度传感器g395发送器 左后 g433发送器 左前g 431雨刷电机j400室内监控 g273多功能方向盘 j453新鲜空气鼓风机j126

48、发送器 右后g434发送器 右前 g432整车电器控制单元 1 j519自动空调j255舒适系统 中央控制单元 j393转向柱电器j527轮胎气压监控 j502后部 天线r96舒适can总线lin总线c controllera areannetworkc controllera areannetwork数据总线系统 most总线2.环型网络拓扑环型网络拓扑c controllera areannetwork3.3.大众总线型网络拓扑大众总线型网络拓扑c controllera areannetworkc controllera areannetwork每个控制单元均可接收发送出的信息。人们也把

49、该每个控制单元均可接收发送出的信息。人们也把该原理称为广播，就像一个广播电台发送某一节目原理称为广播，就像一个广播电台发送某一节目一样，每个连接的用户均可接收，但收与不收由一样，每个连接的用户均可接收，但收与不收由接受用户决定。这种广播方式可以使得连接的所接受用户决定。这种广播方式可以使得连接的所有控制单元总是处于相同的信息状态有控制单元总是处于相同的信息状态c controllera areannetwork数据总线控制单元 1控制单元 2控制单元 3控制单元 4数据处理数据处理数据准备数据检测数据接收数据检测数据检测数据接收数据接收发送数据2.4.2 can-bus2.4.2 can-bu

50、s数据总线的数据传递过程数据总线的数据传递过程数据传输过程1.1.数据准备数据准备can控制单元控制器为数据发送做准备2.2.数据发送数据发送can收发器从控制器得到数据，并将之转为电信号发送出去3. 数据接收数据接收在网络上其他所有的控制单元做好接收数据的准备4. 数据检测数据检测控制单元检测它所接收到的数据对它的功能是否有必要5. 数据接受数据接受如果数据是重要的，接收并处理，否则忽略c controllera areannetwork1. 提供数据：电控单元的微处理提供数据：电控单元的微处理器向器向cancan控制器提供需要发送的控制器提供需要发送的数据数据 2. 2. 发送数据：发送数

51、据：cancan收发器接收由收发器接收由cancan控制器传来的数据，转为控制器传来的数据，转为cancan网网络电信号并发送到络电信号并发送到can-buscan-bus数据数据总线上。总线上。c controllera areannetworkc controllera areannetwork （1 1）传感器接收到转速值，该值以固定的周期到达）传感器接收到转速值，该值以固定的周期到达微控制器的输入存储器内。由于该转速值还用于其他微控制器的输入存储器内。由于该转速值还用于其他控制单元，如组合仪表，所以该值应通过数据传输总控制单元，如组合仪表，所以该值应通过数据传输总线来传递。线来传递。

52、（2 2）该转速值被复制到发动机控制单元的发送存储）该转速值被复制到发动机控制单元的发送存储器内。器内。 （3 3）该信息从发送存储器进入数据传输总线构件的）该信息从发送存储器进入数据传输总线构件的发送邮箱内。如果发送邮箱内有一个实时值，那么该发送邮箱内。如果发送邮箱内有一个实时值，那么该值会由发送特征位（举起的小旗示意有传输任务）显值会由发送特征位（举起的小旗示意有传输任务）显示出来，将发送任务委托给数据传输总线构件，发动示出来，将发送任务委托给数据传输总线构件，发动机控制单元就完成了此过程中的任务。机控制单元就完成了此过程中的任务。c controllera areannetwork （4

53、 4）发动机转速值）发动机转速值按协议被转换成图按协议被转换成图2-2-2121数据传输总线的特数据传输总线的特殊格式。殊格式。 （5 5）数据传输总线）数据传输总线构件通过构件通过rxrx线来检查线来检查总线是否有源（是否总线是否有源（是否正在交换别的信息），正在交换别的信息），必要时会等待，直至必要时会等待，直至总线空闲下来为止。总线空闲下来为止。如果总线空闲下来，如果总线空闲下来，发动机信息就会被发发动机信息就会被发送出去。送出去。c controllera areannetwork3 3接收数据：所有与接收数据：所有与can-buscan-bus数据总线一数据总线一起构成网络的电控单起

54、构成网络的电控单元转为接收器，从元转为接收器，从can-buscan-bus数据总线上数据总线上接收数据。接收数据。c controllera areannetworkc controllera areannetwork（1 1）信息接收）信息接收连接的所有装置都接收发动机控制单元发送的信息，该信息是通过连接的所有装置都接收发动机控制单元发送的信息，该信息是通过rxrx线到达数据传输总线构件各自的接收区。线到达数据传输总线构件各自的接收区。（2 2）信息校验）信息校验 接收器接收发动机的所有信息，并且在相应的监控层检查这些信接收器接收发动机的所有信息，并且在相应的监控层检查这些信息是否正确。这

55、样就可以识别出在某种情况下某一控制单元上出息是否正确。这样就可以识别出在某种情况下某一控制单元上出现的局部故障。所有连接的装置都接收发动机控制单元发送的信现的局部故障。所有连接的装置都接收发动机控制单元发送的信息，可以通过监控层内的息，可以通过监控层内的crccrc（cycling redundancy checkcycling redundancy check的英文的英文缩写，意思是缩写，意思是“循环冗余码校验循环冗余码校验”），校验数来确定是否有传递），校验数来确定是否有传递错误。在发送每个信息时，所有数据位会产生并传递一个错误。在发送每个信息时，所有数据位会产生并传递一个1616位的位的

56、校验码。接收器按同样的规则，从所有已经接收到的数据位中计校验码。接收器按同样的规则，从所有已经接收到的数据位中计算出校验和数。随后，接收到的校验数与计算出的校验数进行比算出校验和数。随后，接收到的校验数与计算出的校验数进行比较，如果确定无传递错误，那么连接的所有装置会给发送器一个较，如果确定无传递错误，那么连接的所有装置会给发送器一个确认回答，这个回答就是所谓的确认回答，这个回答就是所谓的“信息收到符号信息收到符号”ack (ack ( （3 3）信息接受）信息接受 已接收到的正确信息会到达相关数据传输总线构件的接受区，在已接收到的正确信息会到达相关数据传输总线构件的接受区，在那里来决定该信息

57、是否用于完成各控制单元的功能。如果不是，那里来决定该信息是否用于完成各控制单元的功能。如果不是，该信息就被拒收。如果是，该信息就会进入相应的接收邮箱。控该信息就被拒收。如果是，该信息就会进入相应的接收邮箱。控制单元根据接受信号（升起的制单元根据接受信号（升起的“接受小旗接受小旗”）就会知道：现在有）就会知道：现在有一个信息一个信息( (如转速如转速) )在排队等待处理在排队等待处理c controllera areannetworkc controllera areannetwork 九、汽车总线系统九、汽车总线系统 由由于汽车不同控制器对于汽车不同控制器对cancan总线的性能要求不同，因此

58、最总线的性能要求不同，因此最新版本的新版本的cancan总线系统人为设定为总线系统人为设定为5 5个不同的区域，分别为个不同的区域，分别为驱动系统、舒适系统、信息系统、多功能仪表、诊断总线驱动系统、舒适系统、信息系统、多功能仪表、诊断总线等等5 5个局域网。其速率分别为个局域网。其速率分别为(kbit/m)(kbit/m)：驱动系统（由驱动系统（由1515号线激活）：号线激活）：500; 500; 舒适系统（由舒适系统（由3030号线激活）：号线激活）：100100信息系统（由信息系统（由3030号线激活）：号线激活）：100100； 诊断系统（由诊断系统（由3030号线激活）：号线激活）：

59、500500仪表系统（由仪表系统（由1515号线激活）：号线激活）：100100；lin: 20lin: 20最大承载：最大承载：10001000c controllera areannetwork动力总线控制单元安装位置大灯控制单大灯控制单元元absabs控制单元控制单元主动巡航控主动巡航控制单元制单元发动机控制单元发动机控制单元动力转向控制单元动力转向控制单元自动变速箱控制自动变速箱控制单元单元网关网关转向柱控制单元转向柱控制单元四驱控制单元四驱控制单元气囊控制单元气囊控制单元换挡杆位置传感器换挡杆位置传感器c controllera areannetwork动力总线控制单元安装位置大灯控

60、制单大灯控制单元元absabs控制单元控制单元主动巡航控主动巡航控制单元制单元发动机控制单元发动机控制单元动力转向控制单元动力转向控制单元自动变速箱控制自动变速箱控制单元单元网关网关转向柱控制单元转向柱控制单元四驱控制单元四驱控制单元气囊控制单元气囊控制单元换挡杆位置传感器换挡杆位置传感器c controllera areannetwork舒适系统总线控制舒适系统总线控制单元安装位置单元安装位置副驾驶座椅记忆副驾驶座椅记忆控制单元控制单元车门控制单元车门控制单元舒适系统中央控制单元舒适系统中央控制单元空调控制单元空调控制单元车载电源控制单元车载电源控制单元座椅记忆控制单元座椅记忆控制单元转向柱