汽车分布式控制多路复用系统及其通信协议..doc

汽车分布式控制 多路复用系统及其通信协议 1．汽车上采用多种多路复用系统的原因及典型的多路复用系统通信芯片版本 在汽车上采用多路复用通信系统是电子控制汽车的一项必须技术，世界各大汽车公司和半导体公司近年来都在设置、应用和不断地开发此项技术。 各个汽车公司设置的多路复用系统的通信芯片版本不同，例如雷诺和标致公司的RCP VAN通信芯片有双缓冲器，而大众公司的U5001M PRD1018通信芯片的集成电路所要求的附加软件和硬件均最少——没有CRC(循环冗余校验)等。因此，ISO、SAE和JSAE等标准化组织为各大汽车公司推荐和制定了各自的多路复用系统通信协议标准，不同的通信协议对信息传输顺序、格式和内容等均有不同的约定。到目前为止，世界上尚无一个可以兼容各大汽车公司通信协议的通用标准，也就是说，想用某个公司的通信协议取代其他公司的协议，是很难做到的，因此，在汽车上就形成了多种类型的多路复用系统共存的局面。 目前汽车上应用的典型通信芯片版本有8种。此外，还有多种因篇幅所限不能全部阐述的其他协议，如宝马公司(BMW)1994年提出的增强型通信协议，该协议的技术关键在于采用集成局部控制器(LCU)和数据压缩(DC)算法——整个数据块的传输时间较无数据压缩时减少约2/3，这样，在不增加物理波特率的前提下，减少了总线负载和信息响应时间，与此同时增加了信息转换速率。另外，在发送器和接收器中，编码表不会发生“失同步”；阿尔法·罗密欧公司的DAN集中式网络协议；卢卡斯(Lucas)公司的光学分布式星形藕合器系统；日立公司的集中式光学单纤维双向通信；飞利浦公司的D2R分布式网络协议等。8种通信芯片版本见表1。 表1典型通信芯片版本 通用芯片版本 推荐或实施的主要汽车公司、电子公司及标准组织 AN82526-Q8841 奔驰、英特尔、波许、英特尔日本公司、JSAE、ISO/TC22/SC3/WG1等 PCA82C200版本0 飞利浦、波许等 U5001M-PRD1018 大众 RCP VAN 雷诺、标致、ISO/TC22/SC3/WG1等 HBCC REV BB 福特、SAEJ1850标准的数据交换控制部等 J002 马自达、SAE等 DLCSO3 通用-德尔柯 CDP68HC68S1 克莱斯勒、SAE等 2．典型通信芯片版本的通信协议的名称及匹配的“CPU”类型 8种典型的通信协议名称及匹配的CPU类型见表2。除了AN82526-Q8841(CAN)和REV BB(HBCC)通信芯片因采用不同的总线和接口而匹配不同的CPU外，其他6种通信芯片皆各对应一种CPU。 表2 典型通信芯片版本的通信协议及匹配的CPU 通信协议 通信芯片 CPU类型 CAN AN82526-Q8841 波许总线 Intel 8051 古川*总线 H8/532 Basic CAN PCA82C200版本0 HD63B03Y ABUS U5001M PRD1018 Intel 8051 VAN RCP VAN Intel 8051 Philips 87C51 HBCC REVBB 并行接口 HD6301M1 串行接口 MC68HC11 PALMNET J002 HD6303Y DLCS DLCSO3 MC68HC11 C2D(CCD) CDP68HC68S1 MC68HC11 3.分布式控制多路复用系统的CPU与通信芯片之间的电路配置 上述8种多路复用系统中因通信芯片AN82526-Q8841(CAN)匹配两种总线接口，另外，REVBB(HBCC)分为并行和串行两种接口，因此，可以出现如图1所示的l0种电路配置。 4.典型通信协议的信息格式 图2对8种典型通信协议的信息格式作了归纳、评价和比较。具有碰撞检测功能的载波感知多路存取(CSMA-CD)用于被评价的所有总线的存取控制。 对于125kbps以下的数据传输速率，推荐有多种位编码，如PWM、不归零NRZ、曼彻斯特 (Manchester)和可变脉宽调制VPW等(4种编码的解释后述)；而对于超过l25kbps传输速率的位编 码，只有不归零NRZ。图中的CAN协议是NRZ的子集。通过使用位塞入，有可能将AC耦合在总线上，这就赋予CAN协议具有高的抗噪声干扰能力，对于有接地偏移的情况尤其明显。 5.SAEJ1850、J2178和J2201标准的含义及其与第二代随车诊断系统 (OBD-Ⅱ)的关系 SAEJ1850是用于汽车B级数据通信的中等通信速率标准。J1850串行数据链路对于不同速度的通信速率规定了两种编码格式:10.