智联网汽车技术 课件 10.1.1汽车网络的分类及汽车总线网络结构特点

汽车网络的分类及总线网络结构特点项目四汽车信息交互系统任务10车载通信技术主讲人：朱巨莲智能网联汽车技术课程导入“网络”这个词大家肯定都不陌生吧，那你们知道车载网络吗？今天我们要一起来探索汽车有哪些通信网络。学习目标了解汽车网络的基本分类01理解不同类型的汽车总线网络的特点和功能02激活旧知什么是汽车网络？汽车通过各种网络将各个控制单元连接在一起，实现数据传输和共享，就好像汽车的中枢神经系统一样。探索新知汽车网络的分类目前存在多种汽车网络标准，为了方便研究和设计应用。SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网划分为A、B、C三类。探索新知汽车网络的分类面向传感器/执行器控制的低速网络，数据传输位数率只有1-10kbit/s。主要应用于电动门窗、中控锁、座椅调节、灯光照明等控制。ClassA：位速率<10kbit/s如：Lin、J1587/J1708/J1922,BEAN,IIC,…A类探索新知汽车网络的分类面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率一般为10-125kbit/s。主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统。ClassB:10kbit/s<位速率<125kbit/s如：J1850,LS-CAN,FT_CAN,…B类探索新知汽车网络的分类面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率可达1Mbit/s，主要用于发动机和自动变速器的动力控制、防滑控制、悬架控制等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。ClassC:100kbit/s<位速率<1Mbit/s如：HS_CANC类探索新知汽车网络的分类由于汽车电子的飞速发展，网络总线的种类也层出不穷，迄今为止已经有超过40种的网络总线。根据当初SAE的定义，有些网络总线已经很难归类为A、B、C任何一种网络中，沿袭SAE的定义，又有了D、E类网络。探索新知1.总线的概念在CPU、存储器和I/O口之间传递信息的一组信号线，是进行信息传送的公共通路。

任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现。探索新知1.总线的概念为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。探索新知1.总线的概念采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。探索新知2.总线的工作原理当总线空闲（其他器件连接在总线上）且一个器件要与目的器件通信时，发起通信的器件驱动总线，发出地址和数据。其他连接在总线上的器件如果收到与自己相符的地址信息后，即接收总线上的数据。发送器件完成通信，将总线让出。探索新知2.总线的工作原理20世纪80年代初，汽车领域提出了基于串行数据总线体系结构的车内信息交互方式——车载网络。探索新知2.总线的工作原理并由最初借助通用微处理器/微控制器集成的通用串行数据总线，逐渐过渡到根据汽车具体情况，在微处理器/微控制器中定制专用串行数据总线，如CAN、Byteflight和FlexRay等都是为汽车定制的专用串行数据总线。探索新知3.典型的汽车总线网络表10-1典型的汽车总线网络分类适合领域适合通信技术低端控制系统包括仅需要简单串行通信的ECU、智能传感器、执行器等。LIN总线底盘及车身控制系统包括传统的车身控制和动力传动控制，电喷ECU控制系统、ABS、自动变速箱等CAN总线高安全线控系统(X-By-Wire)包括安全性要求很高的刹车和转向系统，通讯要求高容错性、高可靠性和高实时性。TTCAN、FLexRay、TTP等信息娱乐系统要求有高速率和高带宽，如媒体播放器、导航系统等信息娱乐设备之间的互连需要更高速通信协议。MOST(MediaOrientedSystemTransport)、D2B和IDB-1394等探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（1）LIN总线网络拓扑结构：采用主从结构，即一个主机多个从机。图10-1主从拓扑结构探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（2）CAN总线网络拓扑结构：采用总线型拓扑结构。图10-2总线型拓扑结构探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（3）FlexRayFlexRay是BMW和DaimlechrysIer为了和半导体制造商合作而联合提出的一个为车上应用系统高层网络和线控系统开发的通信标准。网络拓扑结构：可以采用多种形式的拓扑结构。探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（3）FlexRay（1）双通道总线型结构（2）双通道星型结构（3）总线、星型混合拓扑结构探索新知典型汽车总线网络的结构和特点（4）MOST多媒体网络网络拓扑结构：可以采用多种形式的拓扑结构，包括星形和环形或菊花链。MOST利用一根光纤，最多可以同时传送15个频道的CD质量的非压缩音频数据。在一个局域网上，最多可以连接64个节点(装置)。即时检测小测试让我们通过一些实际案例来应用我们对汽车网络及其分类的理解。举个例子，假设你是一名汽车工程师，你正在设计一个新的汽车控制系统。根据你的需求，你会选择哪种汽车网络呢？为什么？小结我们了解到SAE车辆网络委员会将汽车数据传输网