當(dāng)前主流的汽車(chē)混合網(wǎng)絡(luò)主要由 CAN、LIN、Flex Ray、MOST、LVDS 等車(chē)載網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)構(gòu)成。這些網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)都是由汽車(chē)行業(yè)制定,屬于較封閉的標(biāo)準(zhǔn),很難與外部設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)連接,有濃重的汽車(chē)行業(yè)的特色。
CAN(Controller Area Network)是1983年德國(guó)BOSCH公司研發(fā)的一種共享式雙線(xiàn)串行通信總線(xiàn),最高傳輸速率為1MBit/s,具有非破壞性仲裁,分布式實(shí)時(shí)控制,可靠的錯(cuò)誤處理和檢測(cè)機(jī)制等特性。并且ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織將CAN通信進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,因此,目前CAN網(wǎng)絡(luò)是車(chē)載通信的主干網(wǎng)絡(luò)。CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)是成本低,可靠性高,可以用于汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)、底盤(pán)和車(chē)身電子等領(lǐng)域,不足之處是CAN總線(xiàn)屬于共享式總線(xiàn),通信速率相對(duì)較低,不能滿(mǎn)足汽車(chē)總線(xiàn)帶寬日益增加的需求。
CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)是Bosch公司2011年發(fā)布的CAN的替代總線(xiàn),在繼承了CAN總線(xiàn)的絕大多數(shù)特性的同時(shí),彌補(bǔ)了CAN總線(xiàn)在總線(xiàn)帶寬和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的不足,將數(shù)據(jù)位最大的字節(jié)數(shù)提高至64位,最高通訊速率可達(dá)8MBit/s甚至更高,顯著提高了通信速率,降低總線(xiàn)負(fù)載。CAN FD可以兼容傳統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò),因此,目前車(chē)內(nèi)的控制網(wǎng)絡(luò)正逐步的由CAN網(wǎng)絡(luò)向CAN FD網(wǎng)絡(luò)遷徙。
LIN(Local Interconnect Network)通信技術(shù)于2001年運(yùn)用于汽車(chē)工業(yè),作為CAN網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充,也屬于一種低成本的串行總線(xiàn)技術(shù),LIN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)采用單主多從的模式架構(gòu),使用單信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行傳輸,主、從節(jié)點(diǎn)間的通信有具體的規(guī)則,只有主節(jié)點(diǎn)需要,從節(jié)點(diǎn)才能發(fā)送信息,不需要總線(xiàn)仲裁。LIN總線(xiàn)最主要的優(yōu)勢(shì)在于相比CAN總線(xiàn)更為低廉的成本,帶寬僅有不到20KBps,多應(yīng)用于帶寬要求不高的舒適系統(tǒng)。
Flex Ray,于2005年應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域,是繼CAN和LIN之后的新一代汽車(chē)控制總線(xiàn)技術(shù),同樣屬于共享式總線(xiàn)技術(shù),帶寬可達(dá)10Mbps,是一種具備時(shí)間可確定性的、分布式時(shí)鐘同步的、故障容錯(cuò)的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。Flex Ray的主要優(yōu)勢(shì)在于相比CAN總線(xiàn)具有較高的帶寬,可以滿(mǎn)足汽車(chē)關(guān)鍵應(yīng)用的要求,但是同樣作為共享式總線(xiàn)技術(shù),其成本卻很高,僅適用于豪華車(chē)中的線(xiàn)控系統(tǒng)(如懸掛控制、換擋控制、剎車(chē)控制、轉(zhuǎn)向控制等)。
MOST(Media Oriented Systems Transport)是由德國(guó)MOST Cooperation(MOST合作組) 2001年制定的一個(gè)針對(duì)汽車(chē)領(lǐng)域的多媒體應(yīng)用通信標(biāo)準(zhǔn),以解決傳統(tǒng)總線(xiàn)不適用于汽車(chē)娛樂(lè)信息傳輸?shù)牟蛔?。由于MOST通信物理層使用的是光纖傳輸,采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其線(xiàn)束質(zhì)量輕、抗干擾性強(qiáng)、帶寬高、信號(hào)衰減少,最新的MOST-150標(biāo)準(zhǔn)速率可達(dá)150MBit/s,可同時(shí)傳輸音像流數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)等。目前,MOST的帶寬性能能夠滿(mǎn)足汽車(chē)的需求,但是它的擴(kuò)展性差,技術(shù)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),專(zhuān)利技術(shù)成本昂貴,難以得到普及,也僅僅應(yīng)用于中高端車(chē)中。
LVDS(Low Voltage Differential Signaling)雖然它不是專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)領(lǐng)域所設(shè)計(jì)的,但是它相比于MOST技術(shù)有著更低的成本,且最高帶寬可達(dá)655 Mbps,是一種低壓差分高速信號(hào)標(biāo)準(zhǔn),受到眾多普通廠(chǎng)商的青睞,被視為MOST技術(shù)的替代產(chǎn)品。但是LVDS技術(shù)也有比較嚴(yán)重的缺陷,為了滿(mǎn)足汽車(chē)嚴(yán)格的電磁兼容(EMC, Electromagnetic Compatibility)、電磁干擾(EMI, ectromagnetic Interference)等要求,它的傳輸線(xiàn)纜增加了較厚的傳輸屏蔽層,增加了車(chē)重,并且在傳輸協(xié)議上,LVDS屬于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的圖像傳輸技術(shù),每個(gè)接口只能有一個(gè)攝像頭或者一個(gè)視頻輸出口,嚴(yán)重限制了擴(kuò)展性能。
以下是這幾種總線(xiàn)技術(shù)的對(duì)比:
原文標(biāo)題:技術(shù)|幾種常見(jiàn)的傳統(tǒng)汽車(chē)總線(xiàn)傳輸通信技術(shù)
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