[转帖]从小车来漫谈车载灵性网络
近日，神龙公司发布了与标志206同出一门的C2，在发布会上，对于雪铁龙C2与标致206的诸多相似之处，东风雪铁龙并不避讳。但是，东风雪铁龙副总经理袁纲也表示，C2主要以突出卖点抢占市场，比如C2带应答器的数码防启动系统集成于“车载灵性网络”管理系统，因此，C2是“一辆真正盗不走的车”，同时，其装备的是同级车中属最高水平的电子技术。看来这车载灵性网络是C2进行差异化竞争的重点所在了，对于这“灵性网络”你又了解多少呢？下面就让我们一同来认识一下。 随着汽车工业的发展推动技术进步，以及人们日益增长的乘车安全舒适等方面的要求，包括：极高的主动安全性和被动安全性；乘坐的舒适性；驾驶与使用的便捷和人性化；尤其是低排放和低油耗的要求等。在汽车设计中运用计算机微处理器及其电控技术是满足这些要求的最好方法，而且已经得到了广泛的运用。目前这些系统有：ABS（防抱系统）、EMS（发动机管理系统）、多功能数字化仪表、主动悬架、导航系统、电子防盗系统、自动空调和自动CD机等。这些系统由多个电控单元相互连接而成，可分为控制器、传感器、执行器等。同时各个系统之间也互相连接，进行着越来越多的数据交换。这样就需要使用大量的线束和插接器来实现互连，进行它们之间的数据交换。随着汽车电子技术的不断发展，这种需由于线束和插接器的数量不断增加，整车电子系统的复杂程度愈来愈高，其可靠性将难以保证，故障率会提高，维修更加困难。为了满足汽车内部信息交换量急剧增加的要求，有必要使用一种实现多路传输方式的车载网络系统。这种网络系统采用串行总线结构，通过总线信道共享，减少线束的数量。 车载网络系统的建立可参考现有的局域网络系统，但又有较大的不同，尤其是使用环境不同于一般局域网，其要求更加苛刻。一般汽车内（主要是机舱内）：温度变化大，可达－45℃～100℃；汽车在行驶中可能出现较大的振动；点火喷射系统等的装置也会带来较大的电磁干扰；同时对一些电控系统如EMS、ABS等的信息传递要求迅速及时。另外由于涉及安全性的考虑，要求网络系统有很好的可靠性。 这就要求网络除了采用总线拓扑结构方式外，必须具有极好的抗干扰能力；系统自身的健壮性；极强的差错检测和处理能力；信息传输实时性要求；同时具备故障的诊断和处理能力等。另外考虑到成本因素，要求其控制接口结构简单，易于配置。 众多的国际知名公司早在20世纪80年代就积极致力于汽车网络技术的研究及应用。到目前为止已形成了多种网络标准，如：SAE（汽车工程师协会）的J1850和J1939、德国大众的ABUS、法国PSA的VAN、美国商用机器的AutoCAN、德国BOSCH的CAN等等。 近几年，在欧洲和美国推出的车型基本上都配备了一个、两个甚至多个网络系统，不光高档车装备有，甚至低档经济型车也有。日本的汽车公司也开始逐步使用车载网络系统。 我国近一两年和欧洲同步推出的几款车型也装备了汽车网络系统,如：神龙汽车有限公司去年推出的“毕加索”轿车装备了VAN网、明年即将推出的“萨拉”N7轿车将装备VAN和CAN混合网、后年推出的“标致307”系列车将采用FullCAN网系统；一汽大众的“宝来”轿车在动力系统和舒适系统中装备了两套速率不同的CAN网；上海大众的“波罗”也装备了CAN网。 正如一些汽车专家认为的：就像汽车电子技术在上世纪70年代引入集成电路、80年代引入微处理器一样，近十年来车载网络技术的引入也将是汽车电子技术发展的一个里程碑。 2CAN网逐渐发展成为车载网络领域中应用最为广泛的国际标准 2.1CAN网络协议的产生和发展 1986年2月，RobertBosch公司在SAE年会上介绍了一种新型的串行总线系统—CAN（ControllerAreaNetwork）。根据这个CAN协议，在1987年中期，Intel开发了首个CAN控制器—82526。不久，Philips半导体也推出了82C200。这两种CAN控制器在报文过滤和控制上有许多的不同。Philips半导体的方式叫BasicCAN；Intel的方式叫FullCAN，由此后的不断发展，从而形成了FullCAN和BasicCAN两大阵营。 在20世纪90年代初，BoschCAN规范（CAN2.0）被提交给了国际标准化组织。经过讨论，应一些法国主要汽车商的要求，包含了吸收一些VAN网（VehicleAreaNetwork）的内容。并于1993年11月出版了正式的CAN国际标准ISO11898。从此CAN协议被广泛的用于各类自动化控制领域。 作为一种网络协议一般应符合ISO/OSI模型，即国际标准化组织的开放系统互连参考模型。但目前广泛应用的许多网络协议并不完全符合这个模型，CAN就是这种网络协议。对照ISO/OSI模型中的7层次，CAN仅明确定义了相当于数据链路层和物理层的内容。CAN是一种总线网，一般是采用廉价的双绞线作为其传输介质。一根线为高电位，另一根为反向的低电位，这样总体对外电磁辐射相互抵消。 CAN协议的报文传输由以下四种不同的帧类型所表示和控制： -数据帧：数据帧携带数据从一个节点的发送器至所有节点的接收器。 -远程请求帧：总线的一个节点发出远程请求帧，请求某个节点响应具有同一识别符的数据帧。 -错误帧：总线上的任何节点一旦检测到总线的错误就发出错误帧。 -过载帧：过载帧用以在先行的和后续的数据帧（或远程帧）之间提供一附加的延时，防止产生接收器过载。 CAN协议在其帧结构中定义了多种校验方式，确保信息传送的可靠性。信息在网络中采用广播的方式，总线上所有的节点均先接收到报文，然后根据帧结构中的11位或29位标识符进行识别，接收所需的信息，屏蔽掉本节点不需要的信息。 CAN具有十分优越的特点，这使得绝大多数的工程师都选择它作为车载网络协议的标准。这些优点包括以下内容： (1)低成本。由于CAN已经成为车载网络中应用最广泛的标准，这使得相关元器件的产量很大，从而大大的降低了成本。对于已经竞争非常激烈的汽车产业来说是十分重要的。 (2)极高的总线利用率。如前一节分析的那样，其发送冲突解决方案是一种冲突规避的设计方式，减少了信息重发可能性，从而提高了利用率，对于发送优先级高的重要信息尤为如此。 (3)高速的数据传输速率可高达1Mbit/s，完全可满足汽车动力和悬架等高速系统的传输需求。 (4)可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文，而不是采用一般的地址方式。方便与网络相连的汽车电器系统的灵活配置。 (5)可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后可自动重发；节点在错误严重的情况下具有自动退出总线；这些特点都保证了系统极高的可靠性、安全性和健壮性。 (6)报文帧结构相对比较简单，占用总线时间短，从而保证了通信很高的实时性。 (7)目前如：Bosch、Philips、Siemens、Delphi、Valeo等世界上重要的汽车电器供应商已开发出大量成熟的CAN元器件和嵌入了CAN接口的电控单元（ECU），这样可大大的缩短相关汽车电器系统的开发时间，减少开发成本。 3CAN系统已经开始在新型的汽车上得到了广泛的实际应用 3.1CAN在车载网络中的应用 在CAN协议中仅对网络的低层进行了具体规定，其应用层协议并未给出。这样针对不同的应用，其应用层也不尽相同。在汽车领域，目前存在的多种车载网络标准，其侧重的功能也有所不同。为了便于设计和使用，SAE（汽车工程协会）将车载网络按传输速率的不同划分为A、B、C三类。其中B类在国际标准ISO-IS11519-2中称为低速CAN网，C类在国际标准ISO-IS11898中称为高速CAN网。A类是面向传感器和执行器控制的低速网络，传输速率只有1～10kbps，主要用于一些车身内饰附件，如灯光控制、电动玻璃升降器、电动调节座椅等；B类是面向独立模块间数据共享的中速网络，传输速率为10～125kbps，主要用于一些防盗系统、故障诊断、仪表显示、安全气囊等；C类面向高速和实时的闭环控制的多路传输系统，最高传输速率可达1Mbps，主要用于ECM、ABS、主动悬架等系统。在不同类的网络之间设有一个网关控制器，它可以保证位于不同速率网络上的节点之间的通信。 目前一般在汽车内采用B类和C类网络结合使用的方式，这可以在较低成本的情况下，保证满足相应的需求。而A类网络已经趋于淘汰，汽车工程师们开发了一种叫LIN（Localinterconnectnetwork）的更廉价的网络标准，用于开关设备，如车辆座椅，门锁，遮阳蓬，雨刮，后视镜等。 “标致307”系列车型采用的是FullCAN的网络控制器结构。整个网络系统分为高速网和低速网两个部分，另外对于一些开关和控制部件采用LIN网连接。他们通过一个叫BSI（智能控制盒）的中心处理控制单元来连接和控制。 另外，与BSI、ECM和ABS等关键元件相连的诊断插口为外部设备与车内网络的通信和故障的诊断与检测提供接口，在整车下线前也可通过它对整个车载网络系统进行配置。 同样配备了灵性网络的C2，就具备了同级车中出众的电气性能，诸如，人性化的"伴我回家"（大灯延时熄灭功能），车载网络防盗技术，行驶中车门自动落锁，智能安全技术，以及车辆落锁，关灯提醒功能等。这些都得益于车载灵性网络的技术的发展，让C2这样的小车也具有十分不凡的人性化功能，为乘驾者提供了更好的体验感受。这也必定会成为未来汽车智能化，人性化的发展趋向。页:
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