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3分钟了解汽车三大总线CAN、LIN、Flexray

2017-07-19

3分钟了解汽车三大总线CANLINFlexray

 随着新能源汽车列入国家加快培育和发展的七大战略性新兴产业,汽车的智能化、数字网络化、节能化成了汽车发展的大方向。汽车总线是实现数字网络化的基础,本文将和大家聊聊当今汽车三大总线,CANLINFlexray

  今天,社会进入了信息网络时代,人们希望汽车不仅仅是一种代步工具,更希望在汽车是生活及工作范围的一种延伸,在汽车上就像呆在自己的办公室和家里一样,可以打电话、上网、娱乐、工作。


  功能的增多也使得汽车上的电子装置数量急剧增加,各种汽车总线也应运而生。我们最熟悉的汽车总线是CAN,对于LINFlexray大家或许还有点陌生。那么接下来,就为大家介绍一下这三种汽车总线。

  一、 汽车总线的诞生

  汽车总线的诞生离不开汽车电子的发展。汽车电子化的程度也被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。传统的汽车电子大多采用点对点的单一通信方式,相互之间少有联系,这样必然会形成庞大的布线系统。据统计,一辆采用传统布线方法的高档汽车中,其导线长度可达2000米,电气节点可达1500个,而且该数字大约每10年就将增加1倍。

  这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看,传统布线方法都不能适应现代汽车的发展。另外,为了满足各电子系统的实时性要求,须对汽车公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息)实行共享,而每个控制单元对实时性的要求又各不相同。因此,传统的电气网络已无法适应现代汽车电子系统的发展,于是新型汽车总线技术便应运而生。


  二、CAN总线

  CAN总线又称作汽车总线,全称为控制器局域网(Controller Area Network,是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。它将各个单一的控制单元以某种形式(多为星形)连接起来,形成一个完整的系统。

  CAN总线最早是德国Bosch公司为解决现代汽车中众多的电控模块(ECU)之间的数据交换而开发的一种串行通讯协议。现今在汽车电子系统中已得到广泛应用,成为欧洲汽车制造业的主体行业标准,代表着汽车电子控制网络的主流发展趋势。


  世界上很多著名的汽车制造厂商,如Volkswagen(大众)、Benz(奔驰)、BMW(宝马)、Porsche(保时捷)、RollsRoyce(劳斯莱斯)等公司都已经采用CAN总线来实现汽车内部控制系统的数据通信。

  三、LIN总线

  LIN是由摩托罗拉(Motorola)与奥迪(Audi)等知名企业联手推出的一种新型低成本的开放式串行通讯协议,主要用于车内分布式电控系统,尤其是面向智能传感器或执行器的数字化通讯场合。主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。

  典型的LIN网络的节点数可以达到12个。以门窗控制为例,在车门上有门锁、车窗玻璃开关、车窗升降电机、操作按钮等,只需要1LIN网络就可以把它们连为一体。而通过CAN网关,LIN网络还可以和汽车其他系统进行信息交换,实现更丰富的功能。目前LIN已经成为国际标准,被大多数汽车制造商和零部件生产商所接受。


  四、Flexray总线

  Flexray是一种用于汽车的高速的、可确定性的,具备故障容错能力的总线技术,它将事件触发和时间触发两种方式相结合,具有高效的网络利用率和系统灵活性特点,可以作为新一代汽车内部网络的主干网络。

  Flexray可以应用在无源总线和星形网络拓扑结构中,也可以应用在两者的组合拓扑结构中。这两种拓扑均支持双通道ECU,这种ECU集成多个系统级功能,以节约生产成本并降低复杂性。双通道架构提供冗余功能,并使可用带宽翻了一番。每个通道的最大数据传输率达到10Mbps。目前Flexray主要应用于事关安全的线控系统和动力系统,在宝马的高端车上有应用。


  五、总结

  CAN作为一种可靠的汽车总线已经广泛的应用在了高档汽车上,LIN作为CAN的补充,也已成为国际标准。而比CAN还要先进的Flexray更是发展迅速。汽车总线的发展已经势不可挡。

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