CAN在ECU通讯中的作用.docVIP

CAN在ECU通讯中的作用 电子学具有强大的创新潜能，它能使驾驶汽车更安全、更舒适、更经济并且能使汽车对环境更友好；这种潜能已经让汽车经历了一场真正的电子化进程，这个电子化进程开始于20世纪70年代，并于80年代得到了加速发展。这尤其得益于电子设备的网络化，而网络化是获取更多功能、从而得到更好性能的先决条件。在网络化日益发展的同时，为了减少布置线缆的工作，并且降低线缆的成本、重量和所占的空间，汽车制造商们很早就决定使用串行总线进行数据传输了。除了串行总线系统CAN，LIN和MOST（面向媒体的系统传输）总线也在短期内确定了在车上的应用。2006年秋季，BMW将发布其新款X5汽车，该车将成为第一款使用FlexRay总线的量产车，而FlexRay是专门为时间攸关和安全攸关应用而设计的一种总线系统。 控制器局域网（CAN）于1992年就被定为了国际标准。毫无疑问，CAN是目前应用最为广泛的串行总线系统，它甚至可以在一辆车上被多次使用：一个最高传输速率为125kbps的低速CAN总线系统（容错CAN），用于连接舒适系统的ECU；一个最高传输速率可达1Mbps的高速CAN总线系统（高速CAN），用于连接动力系统和底盘系统的ECU。CAN提供了极高的传输安全性。这得益于差分信号传输和5种错误检测机制（比如位监视，形式检查，循环冗余码检查），这些功能是由CAN控制器实现的。LIN（本地局域互连网）用于传感器/执行器领域进行低成本和便捷的数据传输。LIN的数据传输速率最高只有20kbps，但这足以满足非关键性传感器和执行器信号的传输了。 对实时攸关应用来说，需要总线系统在不依赖总线负载的条件下保证硬（强）实时性。实时攸关系统通常也是安全攸关系统。FlexRay为此提供了解决方案：它具有最高20Mbps的传输速率，并且基于一种可靠的等距数据传输，能够保证确定的时间关系。双通信通道使得总线能够传输冗余数据。如果一个通道的数据受到了干扰，那么仍然可以利用第二个通道的数据。 图2：现代汽车使用串行总线系统进行连网 信息设备（如导航、无线电和电话等）既要传送控制信号也要传送视频和音频信号，因而需要一种相对更宽的带宽。这样，MOST就用在了车内多媒体设备的连网。MOST使得相对较高的带宽成为可能：它具有48kHz的采样速率，用于传输位流的带宽接近23Mbps，而用于控制信号传输的带宽达到768kbps。Vector为汽车制造商和供应商进行CAN、LIN、FlexRay和MOST网络开发提供了强大的工具链和软件组件。CANoe用户能在多方面受益，例如，从实际功能的模型创建、仿真、功能测试、诊断到分析的整个开发过程。 CANoe提供了以下可选模块和协议，而且可以按照要求对其进行组合：CAN，LIN，FlexRay，MOST，CANopen，SAE J1939，SAE J1587，NMEA2000和ISO11783。Vector为汽车ECU的开发、标定和诊断等各个阶段提供了完整而广泛的工具支持。针对电控系统的开发流程，除了咨询服务，Vector还提供了相应的工具环境。 CAN的未来 在汽车上，电子设备正在承担着大量不同的任务。为了结合不同的系统，建立了多种总线系统。CAN具有很高的数据安全性和相对低廉的成本，因此它注定要用在动力和舒适领域。由于更为低廉的成本及易于通信的架构，LIN适宜作为一种低层总线。当考虑快速、确定而安全的数据传输时，FlexRay成为最佳选择。MOST是用于信息设备间的音频/视频数据交换的一种多媒体总线。将来，CAN会继续用于动力系统、底盘和便利应用领域。今天，一些装备优良的汽车已经安装了超过70个不同的ECU。但是，并不是将任何新CAN节点都加到汽车上去，汽车OEM的运作趋势是不断将各种功能绑定到中央ECU上。FlexRay将会显示其重要意义，因为使用它可以实现时间和安全攸关应用以及数据密集型应用。由于智能传感器和执行器数目的增多，LIN也将在未来发挥更加重要的作用。 表1 串行总线系统CAN、LIN和FlexRay总结 不同厂家生产的各种各样的操作系统、嵌入式软件、微处理器和软件组件极大地加重了分布式电子架构的集成工作。为此，许多著名的汽车生产商和供应商制定了一种“汽车开放系统架构”（AUTOSAR）。从开始以来，许多汽车OEM、大型供应商和专业工具提供者都加入了AUTOSAR并不同程度地参与到其活动中。 AUTOSAR的目标是为所有六个功能域（动力传动系统，底盘，安全，信息通讯，人机接口和车身/便利系统）建立一个事实标准。为此目的而开发的软件架构和硬件组件将是统一的，而（不同厂家的）竞争主要基于功能的不同实现（机制）。与互换性一起，产生了许多自由。例如，用于不同汽车和平台的软件具有简单的可裁减性，在网络中可对功能分配进行自由配置