學習目標1：認知汽車總線的定義及類型8.1.1總線基礎重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設現場總線是一個開放的通信網絡，它通過線路將只能設備連接起來，使之成為集控制、測量、診斷為一體的綜合網絡。現場總線的組成現場總線由數據傳輸線和節點兩大部分組成。總線系統是一種連接不同的裝置（如電子控制單元）并利用編碼信號傳遞數據的網絡系統。由于編碼技術的應用，能夠以最少的線路連接所有的裝置。1．總線的定義重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設車用總線是用于車載網絡中車用設備或車用儀表互聯的通信網絡，一般指通過分時復用的方式，將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。汽車CAN總線原理示意重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設目前汽車應用的通信網絡包括CAN總線、LIN總線、MOST總線等。基于安全性和可靠性的要求，現代汽車使用電控系統代替原有的機械和液壓系統。汽車總線系統2．總線的分類重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設（1）按信息傳輸速度分類汽車工程師協會（SAE）按照汽車上網絡系統的性能由低到高的順序，將汽車網絡劃分為A類、B類、C類、D類。汽車網絡的分類類別總線名稱通信速度應用范圍A類LIN＜10Kbit/s燈光、門鎖、后視鏡等B類低速CAN10～125Kbit/s車身舒適控制、顯示儀表等C類高速CAN125Kbit/s～1Mbit/s引擎控制、傳動系統、ABS制動系統、懸掛系統、線控系統等FlexRay1Mbit/s～10Mbit/sD類MOST＞10Mbit/s汽車導航系統、多媒體娛樂系統A類網絡通信目前首先局域互聯網LIN，采用低成本的單向連接，例如傳感器、執行器控制的低速網絡，允許節點間的同一總線進行多路信號的發送或接收，適用于低數據率車身布線。數據傳輸速率通常只有1～10Kbit/s，主要應用于電動門窗、座椅調節、燈光照明等控制。①A類LIN是一種低成本的串行通訊網絡，用于實現汽車中的分布式電子系統控制，LIN的目標是為現有汽車網絡（例如CAN總線）提供輔助功能。在帶寬要求不高、功能簡單、實時性要求低的場合，如車身電器的控制等方面，使用LIN總線可有效的簡化網絡線束、降低成本、提高網絡通訊效率和可靠性。B類網絡通信使用最廣泛的是CAN總線，這是數據在節點間傳輸的多主總線系統，可取消多余的系統組件。當需要將許多功能集成在一個模塊時，最適于利用B類連接方式。傳輸速率一般為10～125Kbit/s，主要應用于電子車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統。②B類與一般的通信總線相比，CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性，它在汽車領域上的應用最為廣泛，世界上一些著名的汽車制造廠商，都采用了CAN總線來實現汽車內部控制系統與各檢測和執行機構間的數據通信。CAN總線網絡架構如圖所示，當CAN總線上的一個節點發送數據時，它以報文形式廣播給網絡中所有節點，當一個節點要向其它節點發送數據時，該節點的CPU將要發送的數據和自己的標識符傳送給本節點的CAN芯片，并處于準備狀態；當它收到總線分配時，轉為發送報文狀態。汽車CAN總線網絡架構與B類的定義相同，但面向高數據率信號傳輸，實時閉環控制的多路傳輸。最高傳輸速率可達1Mbit/s，主要用于懸架控制、牽引控制、發動機控制、ABS等系統。③C類FlexRay是由汽車制造商和芯片制造商組成的汽車工業協會制定的一項總線通信標準，能夠滿足不斷增加的電子系統相適應的、性能更高的汽車總線的需求。BMWX5汽車首次應用FlexRay技術汽車多媒體網絡和協議屬于D類總線系統，比較適合的是MOST總線，采用光纖線路傳輸，通信速度高，支持即插即用，沒有接地回路，不受電磁干擾，從而能夠穩定傳輸信號，滿足多媒體信息實時傳遞的需求。④D類MOST總線基于環形拓撲，從而允許共享多個發送和接收器的數據。MOST總線主控器（通常位于汽車音響主機處）有助于數據采集，所以該網絡可支持多個主拓撲結構，在一個網絡上最多高達64個主設備。重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設（2）按聯網范圍分類總線按聯網范圍分主總線系統、子總線系統，其中K總線用于CAN總線系統自診斷時連接汽車故障檢測儀，屬于診斷用的通信線。主總線系統負責跨系統的數據交換，主總線系統數據傳輸率見表所示。主總線系統及數據傳輸速率主總線系統數據傳輸速率總線結構K總線9.6Kbit/s線性，單線D總線10.5～115Kbit/s線性，單線CAN100Kbit/s線性，雙線K-CAN100Kbit/s線性，雙線F-CAN100Kbit/s線性，雙線PT-CAN500Kbit/s線性，雙線byteflight10Mbit/s星形，光纜MOST22.5Mbit/s環形，光纜重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設子總線系統負責系統內的數據交換，子總線系統數據傳輸率見表所示。這些系統用于交換特定系統內數據量相對較少的數據。子總線系統及數據傳輸速率子總線系統數據傳輸速率總線結構K總線協議9.6Kbit/s線性，單線BSD9.6Kbit/s線性，單線DWA總線9.6Kbit/s線性，單線LIN總線9.6～19.2Kbit/s線性，單線3．總線的網絡結構重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設（1）星形結構星形拓撲結構是一種以中央節點為中心，把若干外圍節點連接起來的輻射式互聯結構，這種結構適用于局域網。星形拓撲結構重慶工業職業技術學院車輛工程學院課程建設（2）線形結構線形拓撲結構是一種共享通路的物理結構。這種結構中總線具有信息的雙向傳輸功能，普遍用于區域網的連接，總線一般采用同軸電纜或雙絞線。線形拓撲結構重慶工業職