先进的车载网络系统.ppt
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0目目录录1先进的车载网络技术概述先进的车载网络技术概述23主流车载网络技术主流车载网络技术车载网络应用案例分析车载网络应用案例分析4车载网络对产品各价值链环节的影响车载网络对产品各价值链环节的影响11.1车载网络技术产生的背景车载网络技术产生的背景1.车载网络技术概述车载网络技术概述n汽车电子技术的快速发展,使得电控系统数量激增,且功能日趋复杂汽车电子技术的快速发展,使得电控系统数量激增,且功能日趋复杂2S:
传感器A:
执行器1.车载网络技术概述车载网络技术概述n传统点对点通信方式,将电控单元及负载设备连接,势必引入大量线束传统点对点通信方式,将电控单元及负载设备连接,势必引入大量线束3线束飞速增加,有限的汽车空间布线愈加困难,限制功能扩线束飞速增加,有限的汽车空间布线愈加困难,限制功能扩展;展;大量线束增加重量,影响整车经济性;大量线束增加重量,影响整车经济性;简单线束连接不能完成电控单元的功能;简单线束连接不能完成电控单元的功能;电控单元激增,而信息资源无法共享,整车成本增加;电控单元激增,而信息资源无法共享,整车成本增加;大量传感器和连接器的引入,导致可靠性降低;大量传感器和连接器的引入,导致可靠性降低;1.车载网络技术概述车载网络技术概述由此带来以下问题:
由此带来以下问题:
41.车载网络技术概述车载网络技术概述面对挑战,产生一种全新理念:
重新设计和组织电控面对挑战,产生一种全新理念:
重新设计和组织电控单元单元将电控单元功能更加集成化,以减少电控单元、传感器数量。
将电控单元功能更加集成化,以减少电控单元、传感器数量。
如:
如:
EMS单元囊括喷油、点火、排放、冷却管理等功能,单元囊括喷油、点火、排放、冷却管理等功能,ESP集合集合ABS、ASR等众多功能;等众多功能;应用成熟的多路传输技术将众多电控单元连成车载网络,减应用成熟的多路传输技术将众多电控单元连成车载网络,减少线束,达到资源共享目的。
如少线束,达到资源共享目的。
如:
CAN网络网络、LIN网络、网络、FlexRay网络、网络、VAN网络等;网络等;5布线简化,降低成本;布线简化,降低成本;各电控单元数据共享,交流简单快捷;各电控单元数据共享,交流简单快捷;便于整车功能扩展;便于整车功能扩展;提高系统故障诊断水平;提高系统故障诊断水平;提高汽车总体运行可靠性;提高汽车总体运行可靠性;1.2车载网络技术的优势车载网络技术的优势1.车载网络技术概述车载网络技术概述车载网络与普通线束在成本、扩展性、开发周期等方面的对比分析车载网络与普通线束在成本、扩展性、开发周期等方面的对比分析61.3对车载网络技术的要求对车载网络技术的要求1.车载网络技术概述车载网络技术概述配置灵活性:
配置灵活性:
表示了节点在网络上的增减的可行性以及对网络的影响程度。
可扩展性:
可扩展性:
表示了网络中网段拓展的可行性;可靠性:
可靠性:
表示了整车网络系统的稳定性与可维护性;平台化:
平台化:
表示了CAN系统在不同车型以及车型拓展的可适用性;简洁性:
简洁性:
表示了网络系统的复杂程度;成本性:
成本性:
表示了CAN网络系统对整车成本的影响;更快的信息传输速度;更快的信息传输速度;更挑剔的用电环境;更挑剔的用电环境;更复杂的电磁兼容性;更复杂的电磁兼容性;更严格的信息交流安全性;更严格的信息交流安全性;计算机局域网技术应用到汽车上,需要考虑以下因素:
计算机局域网技术应用到汽车上,需要考虑以下因素:
根据汽车复杂的使用要求和环境,车载网络系统须具备以下特性:
根据汽车复杂的使用要求和环境,车载网络系统须具备以下特性:
7按照网络的功能和速率等因素,可分为如下按照网络的功能和速率等因素,可分为如下55类:
类:
AA类:
面向执行器、传感器的低速网络类:
面向执行器、传感器的低速网络;BB类:
面向模块间数据共享的中速网络类:
面向模块间数据共享的中速网络;CC类:
面向多路、实时闭环的高速网络类:
面向多路、实时闭环的高速网络;DD类:
面向信息、多媒体系统的网络类:
面向信息、多媒体系统的网络;EE类:
面向乘员的安全系统类:
面向乘员的安全系统;在不同的技术基础和需求下,产生了很多不同类型的网络:
在不同的技术基础和需求下,产生了很多不同类型的网络:
1.4车载网络的类型车载网络的类型1.车载网络技术概述车载网络技术概述8A类网络协议类网络协议AA类网络的定义与类网络的定义与SAESAE的相同的相同,它主要是面向传感器、执行器的低它主要是面向传感器、执行器的低速网络速网络.该类网络对实时性要求不高该类网络对实时性要求不高,位传输速率一般在位传输速率一般在111010kbitskbits-1,-1,主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。
主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。
1.车载网络技术概述车载网络技术概述9B类网络协议类网络协议1.车载网络技术概述车载网络技术概述BB类网络主要面向独立模块间的数据共享类网络主要面向独立模块间的数据共享,是中速网络是中速网络,该类网该类网络适用于对实时性要求不高的通信场合络适用于对实时性要求不高的通信场合,以减少冗余传感器和其他电以减少冗余传感器和其他电子部件子部件.B.B类网络的位传输速率一般在类网络的位传输速率一般在1010100100kbitskbits-1,-1,主要主要应用于车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等系统应用于车辆信息中心、故障诊断、仪表显示等系统.10C类网络协议类网络协议1.车载网络技术概述车载网络技术概述CC类网络主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网。
类网络主要面向高速、实时闭环控制的多路传输网。
11DD类网络主要面向多媒体、导航系统等类网络主要面向多媒体、导航系统等,网络协议的位传输速率网络协议的位传输速率在在250250kbitkbits-1s-1400400MbitsMbits-1-1之间之间.在过去在过去1010年中年中,ITS(in2telligentt,ITS(in2telligenttransportationransportationsystems)systems)产品悄然崛起产品悄然崛起,ITSITS相关设备的出现、相关设备的出现、ITSITS应用技术的普及应用技术的普及,开创了远程信息处理这开创了远程信息处理这一新的领域一新的领域.为促进为促进ITSITS和车载多媒体系统的应用和车载多媒体系统的应用,有关方面已经有关方面已经制定了许多规范制定了许多规范,IDB(intelligentIDB(intelligentdatabus)databus)是其中一个重要内是其中一个重要内容容.IDB.IDB首次确定了汽车行业用于信息、通信和娱乐系统的接口标首次确定了汽车行业用于信息、通信和娱乐系统的接口标准准,该标准支持即插即用该标准支持即插即用,这样一来这样一来,普通电子产品可搭配所有汽车普通电子产品可搭配所有汽车使用使用.目前目前SAESAE已将各种已将各种IDBIDB设备分为设备分为33类类:
低速低速(IDBOC)(IDBOC)、高速、高速(IDBOM)IDBOM)和无线通讯和无线通讯(IDBOWirelessIDBOWireless).1.车载网络技术概述车载网络技术概述DD类网络协议类网络协议12E类网络协议类网络协议1.车载网络技术概述车载网络技术概述EE类网络主要是面向乘员的安全系统类网络主要是面向乘员的安全系统,主要应用于车辆被动安全主要应用于车辆被动安全领域领域.在在EE类网络的应用场合中可能存在类网络的应用场合中可能存在22条或多条总线条或多条总线.13类型类型主要用户主要用户应用领域应用领域备注备注CAN欧洲汽车厂欧洲汽车厂实时控制场合实时控制场合应用最为广泛应用最为广泛LINMotorolaMotorola智能连接智能连接/传感器传感器应用较为广泛应用较为广泛MOST芯片厂商芯片厂商多媒体通讯多媒体通讯光纤介质光纤介质FlexRayBMW,DCBMW,DC实时控制场合实时控制场合DCDC公司制定公司制定1.车载网络技术概述车载网络技术概述1.5车载网络的典型应用车载网络的典型应用奥迪奥迪A8L车载网络结构车载网络结构142.主流车载网络技主流车载网络技术术2.1CAN2.1CAN总线网络介绍总线网络介绍nCANCAN总线发展史总线发展史152.主流车载网络技主流车载网络技术术nCANCAN的特性的特性采用双线差分信号协议本身对节点的数量没有限制,总线上节点的数量可以动态改变广播发送报文,报文可以被所有节点同时接收162.主流车载网络技主流车载网络技术术nCANCAN的特性的特性多主站结构每个报文的内容通过标识符识别,标识符在网络中是唯一的根据需要可进行相关性报文过滤172.主流车载网络技主流车载网络技术术保证系统数据一致性,CAN提供了一套复杂的错误检测与错误处理机制,比如CRC检测、接口的抗电磁干扰能力、错误报文的自动重发、临时错误的恢复以及永久错误的关闭使用双绞线作为总线介质时,总线长度150MBit/sMOST2150MBit/s。
2.主流车载网络技主流车载网络技术术30MOST=MediaOrientedSystemTransportMOST=MediaOrientedSystemTransport多媒体通信需要很高的数据更新速率和总线速度多媒体通信需要很高的数据更新速率和总线速度最高传输速度最高传输速度22.5MBit/s22.5MBit/s由光纤构成的环状拓扑结构由光纤构成的环状拓扑结构目前最多可容纳目前最多可容纳6464个多媒体设备个多媒体设备nMOSTMOST网络特点网络特点2.主流车载网络技主流车载网络技术术312.主流车载网络技主流车载网络技术术2.52.5主流车载网络技术对主流车载网络技术对比比32验证测试开发设计3.车载网络开发案例分车载网络开发案例分析析3.13.1案例分析思路案例分析思路开发乘用车总线网络平台开发乘用车总线网络平台中高档乘用车网络平台中高档乘用车网络平台基于基于CANCAN总线技术总线技术需求拓扑结构总线协议硬件软件测试试验333.车载网络开发案例分车载网络开发案例分析析3.13.1拓扑结构拓扑结构343.车载网络应用案例分车载网络应用案例分析析3.23.2总线协议总线协议nCANCAN通信协议通信协议网络协议的体系结构网络协议的体系结构网络协议的详细描述网络协议的详细描述物理层物理层数据链路层数据链路层网关网关故障诊断故障诊断网络管理网络管理nCANCAN诊断协议诊断协议物理层(诊断接口)物理层(诊断接口)网络层(或传输层)网络层(或传输层)应用层应用层353.车载网络应用案例分车载网络应用案例分析析3.33.3硬件软件开发硬件软件开发n硬件开发硬件开发n软件开发软件开发363.车载网络应用案例分车载网络应用案例分析析3.43.4测试验证测试验证n单元单元/集成测试集成测试373.车载网络应用案例分车载网络应用案例分析析3.43.4测试验证测试验证n实验验证实验验证高温试验高温试验低温试验低温试验温热试验温热试验盐雾试验盐雾试验振动试验振动试验EMCEMC试验试验台架实验台架实验道路试验道路试验384.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响4.14.1对产品设计部门的影响对产品设计部门的影响n平台化、模块化的特点,便于系统、功能拓展平台化、模块化的特点,便于系统、功能拓展n网络开放性特点,便于车型升级换代,缩短开发周期,降网络开放性特点,便于车型升级换代,缩短开发周期,降低成本低成本n基于汽车网络,可以方便的引入以下针对设计部门的规划基于汽车网络,可以方便的引入以下针对设计部门的规划功能功能394.车载网络对产品各价值链环节的影车载网络对产品各价值链环节的影响响n车载网络开发需要相关部门协同完成车载网络开发需要相关部门协同完成部门部门配合工作配合工作产品管理部产
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