很多在初步學(xué)習(xí)和進(jìn)行汽車CAN總線等車身網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的技術(shù)人員往往對為什么汽車車身會采用多個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信帶有疑問,或者有些朦朧的個(gè)人理解。在這里,我們將就其根本原因做適當(dāng)?shù)慕榻B,以及對車身網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)架做一個(gè)介紹。
為何會采用多個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行車內(nèi)各系統(tǒng)的連接,而不采用一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)連接所有系統(tǒng)?
1、{zd0}原因是不同系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作時(shí)對信息的實(shí)時(shí)性要求不一樣,導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)的劃分;由于CAN網(wǎng)絡(luò){zd0}通信速率為1Mbos,每個(gè)信息在傳輸中都是要消耗總線時(shí)間的,一定范圍的總線速率,確定了最小總線延時(shí),在不能提高總線速度的情況下,我們就需要從其他方面去考慮信息的傳輸實(shí)時(shí)性和傳輸可行性。
很多信息要求較高的實(shí)時(shí)性,這就需要較高的網(wǎng)絡(luò)速度和較快的總線獲取時(shí)間。高速總線解決了其中的網(wǎng)絡(luò)速度問題;而較快的總線獲取時(shí)間則根據(jù)CAN總線無損仲裁和優(yōu)先級判定規(guī)則來確定,所以不能有太多的對實(shí)時(shí)性要求不高的數(shù)據(jù)來對實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)造成延時(shí)。這就造就了為何需要多個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)的情況。
2、成本問題,高速CAN總線需要更好的收發(fā)器和更高的硬件要求;而低速CAN總線則相對器件成本更低,處理信息的硬件要求也相對較低。這就造就了為何存在高速和低速CAN網(wǎng)絡(luò)的情況。
3、低速的網(wǎng)絡(luò)可以造就更遠(yuǎn)的傳輸距離。這也是為什么實(shí)時(shí)性要求不高的網(wǎng)絡(luò)采用低速網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)原因,因?yàn)榭梢源┑酶h(yuǎn),這樣可以掛接更多的實(shí)時(shí)性要求不高的設(shè)備在該總線上。
(備注,還有一個(gè)總線設(shè)計(jì)的重要因素是總線允許的{zd0}可靠數(shù)據(jù)流量,太多的數(shù)據(jù)、仲裁會造成總線擁堵、信息延遲嚴(yán)重等)
兩個(gè)不同的CAN網(wǎng)絡(luò)之間怎么進(jìn)行信息交換?
通過雙CAN網(wǎng)關(guān)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。雙CAN網(wǎng)關(guān)將一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信息有選擇的傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)(選擇另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要的信息),這樣就減少了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息對另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響,保證了另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息的實(shí)時(shí)性、可靠性。
汽車高低速CAN網(wǎng)絡(luò)是如何劃分的?
汽車上各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對信號的傳輸延遲要求差別很大,發(fā)動機(jī)ECU、自動變速器ECU、ABS ECU、安全氣囊ECU等之間由于需要高速的協(xié)調(diào),所以他們之間的信息傳輸所要求的實(shí)時(shí)性很強(qiáng);而前后車燈的開關(guān)、車門開閉、座位調(diào)節(jié)等簡單事件對信息傳輸延遲的要求則相對不那么高(傳輸延遲允10ms-100ms)。如果將這些功能簡單的節(jié)點(diǎn)都掛在高速總線上,勢必會提高對節(jié)點(diǎn)的技術(shù)要求和成本,并且嚴(yán)重妨礙實(shí)時(shí)性要求很高的信息的實(shí)時(shí)性(原因還是總線無損仲裁和優(yōu)先級判定等CAN總線設(shè)計(jì)時(shí)候的),故有必要進(jìn)行多路總線設(shè)計(jì)。考慮到與國際上標(biāo)準(zhǔn)的一致性這里采用2條CAN總線。
汽車驅(qū)動系統(tǒng)中采用高速CAN,信息傳輸速度達(dá)500K-1Mbps,其主要連接對象是:發(fā)動機(jī)、自動變速器、ABS/ASR、安全氣囊、主動懸架、巡航系統(tǒng)、電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及組合儀表信號的采集系統(tǒng)等。驅(qū)動系統(tǒng)CAN的控制對象都是與汽車行駛控制直接相關(guān)的設(shè)備,對信號的傳輸要求有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性,它們之間存在著較多的信息交流,而且很多都是連續(xù)的和高速的信息。
車身系統(tǒng)中采用低速CAN,一般信息傳輸速率125Kpbs或250Kbps,主要連接對象是:前后車燈控制ECU、電動坐椅控制ECU、中央門鎖與防盜控制ECU、電動后視鏡控制ECU、電動車窗升降ECU、空調(diào)控制ECU、故障診斷系統(tǒng)、組合開關(guān)及駕駛員操縱信號采集系統(tǒng)、儀表顯示器等。車身系統(tǒng)CAN的控制對象主要是低速電機(jī)、電磁閥和開關(guān)器件,它們對信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求不高,但數(shù)量較多,將這些電控單元與汽車驅(qū)動系統(tǒng)分開既有利于保證驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性;又由于采用低速CAN總線還能增加總線的傳輸距離,提高抗干擾能力,降低硬件成本。
兩條CAN總線既在網(wǎng)絡(luò)上相互獨(dú)立,又通過網(wǎng)關(guān)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和資源共享。