《第10章车载网络系统》.ppt

(1) CAN是多主总线，每个节点都能自主建立通信。 节点较多的CAN一旦用于实时控制，目前只能以事件触发方式工作的CAN控制器，根本无法应付“暴风骤雨”式的中断请求。 (2) 汽车内联网所涉及的节点种类繁多、通信任务繁忙。 以现阶段CAN控制器的处理能力，需要大容量的存储器来缓存和保留信息。 仅此一项，就会使汽车内联网的硬件成本大幅度增加。 目前，汽车内联网还停留在概念阶段，单个子网也无法全部采用CAN。 解决的办法，一是把网域划得小一些，节点少一些，CAN实现起来就容易得多。 如图10.7中A所示，是用CAN解决车门区域局部控制的一个实例，节点只有4个。 二是采用低端网络，把底层的ECU先组织管理起来，再在上层用CAN构筑主干网。 就像图10.6中的车身电子系统那样，CAN上接的并不是现场设备，而是经过低端网络模块化后的子系统。 一个模块只相当于一个节点，使得CAN的结构和分担的任务都得以简化。 目前，在车身电子系统中，最经济实用的 低端网络是LIN(Local Interconnect Network)，它也是由一些知名汽车制造商和半导体公司联合推出的开放式协议。 LIN主要用在速率不高的串行通信场合，极有可能成为这一领域的行业标准。 图10.7中B就是车门模块中CAN与LIN结合使用的实例。 10.2.4 节点示例 设计CAN底层节点离不开与CAN协议相关的专用芯片，主要可分为以下几类： 1. 收发器 用于将TTL信号转换为驱动CAN所需的差分电压信号，高速CAN一般采用Philips公司的PCA82C250，低速容错CAN可以使用美国著名的Motorola公司生产的MC33388。 2. CAN的独立控制器 仅集成有CAN模块的控制芯片，如Philips的SJAl000，它全部的处理器资源均用于实现CAN协议所规定的功能。 3. CAN的微控制器 嵌有CAN协议控制模块，并能用于其他工控目的的通用微控制器，如ST的ST7/9与美国Motorola的MC68HC908AZ系列等。 一般地，“CAN微控制器＋收发器”或“通用微控制器＋CAN独立控制器＋收发器”这样的组合，配上相应的外围电路就构成节点。 它们既能承担一定的测控任务，又能收发处理协议信息，经导线连接就形成所谓的“控制器网络”。 一个车门节点完整的例子如图10.8所示，其CAN微控制器采用的是ST725系列的8位单片机。 由于控制器的功能很强，所以在一个节点中集成了多个执行器的驱动电路，用来控制驱动后视镜、车窗玻璃升降器、门锁和除霜器等。 控制车身电子系统的CAN大多使用8位控制器，动力传动和信息娱乐等高端领域则采用16位甚至32位的控制器。 网关也是一种节点，只不过同时属于遵循不同协议规范的多个网段。 汽车内联网主要有两种网关，一种是在高、低速CAN之间的网关，另一种是CAN和LIN之间的网关。 前者如图10.9所示，主要由一片嵌有两个CAN模块的微控制器和两类收发器构成。 该车门控制网关采用的是Motorola公司HC12系列的单片机中带两个MSCAN12模块的微控制 器，从中还可以看出高、低速CAN之间在总线形式上的差异。 至于CAN-LIN网关，因为LIN是用串口和LIN收发器进行通信的，所以用一片嵌有CAN模块及SCI串口的微控制器和两种收发器便能实现，把图10.9中的“诊断”模块换成LIN的收发器就可以了。 10.3 大众车系车载网络系统 大众车系的车载网络系统称为CAN总线系统。 该车系具有动力系统CAN和舒适系统CAN两个局域器控制网络，并且设置了网关，将这两个CAN连为一体就形成了车载网络系统。 本节以国内保有量很大的波罗(POLO)轿车为例介绍大众车系的车载网络系统及其故障诊断方法。 10.3.1 波罗(POLO)轿车CAN总线结构 2002款波罗(POLO)轿车设有先进的CAN总线。 该车具有动力系统CAN和舒适系统CAN，并且设置了网关，将这两个CAN连为一体形成了车载网络系统。 通过网关，可从一个CAN读取所接收的信息、翻译信息，并向另一个CAN发送信息。 波罗轿车CAN总线的连接形式，如图10.10所示。 10.3.2 车载网络控制单元J519 1.