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汽車總線系統的研究與發展可以分為三個階段：第一階段是研究汽車的基本控制系統（也稱舒適總線系統），如照明、電動車窗、中央集控鎖等。第二階段是研究汽車的主要控制系統（也稱動力總線系統），如電噴ECU控制系統、ABS系統、自動變速箱等。第三階段是研究汽車各電子控制系統之間的綜合、實時控制和信息反饋。 按照我國汽車電子技術發展規劃，進入21世紀后轎車電子技術可達國外90年代水平，為了縮短同國外轎車技術水平的差距，提高自身的競爭力，單純靠技術引進不利于發展，消化、吸收、研究和開發自己的汽車總線與網絡應用系統勢在比行。目前我國的汽車總線研究和應用尚處起步階段，而且汽車總線的應用趨勢明顯，現在介入該研究正是大好時機。 汽車總線的研究重點 由于我國的車型以歐美車型為主，且歐美車型又以CAN總線為主流，目前國內使用總線技術的車型幾乎全部使用CAN總線，因此汽車總線的研發應該結合國內外實際情況選用CAN總線。 CAN符合ISO/OSI的參考模型，但只規定了物理層和數據鏈路層的協議，其應用層的協議需要用戶自己定義。支持CAN低層協議的芯片有許多，既有在片的MCU，也有片外的CAN控制器。用戶自己開發的應用層協議也有很多，如AB公司定義的DEVICENET協議就是CAN協議基礎上的應用層協議，Honeywell公司推出的SDS總線也是在CAN的基礎上定義了自己的應用層。可見，汽車CAN總線的研究重點是：針對具體的車型開發ECU的硬件和應用層的軟件，并構成車內網絡。 關鍵技術 利用CAN總線構建一個車內網絡，需要解決的關鍵技術問題有： 1）總線傳輸信息的速率、容量、優先等級、節點容量等技術問題；2）高電磁干擾環境下的可靠數據傳輸；3）確定最大傳輸時的延時大小；4）網絡的容錯技術；5）網絡的監控和故障診斷功能； 總線網絡系統概述 隨著汽車電控系統性能的提升，尤其是控制器芯片和軟件性能的提升，汽車總線網絡系統不僅可以共享信息、節省線束，還能提供更豐富的軟件功能，以提升產品的價值和競爭力，滿足汽車可靠性、舒適性等方面的需求。與這些功能相對應的總線技術包括： 網絡管理：控制器通過網絡管理監測網絡運行狀態，一旦發現通信故障，立即采取失效處理。網絡管理的睡眠和喚醒功能可以協調各個控制器的電源管理，從而減少車輛停放時的蓄電池電量消耗。 診斷：診斷不僅可以讀取故障碼，還能實現下線配置及檢測、程序下載兩項重要功能。自動化的下線配置及檢測功能可以快速和全面地配置和檢測控制器的功能（例如車窗零位配置和防夾檢測），從而確保汽車出廠質量，加快生產線節拍。通過程序下載功能，整車廠可以在4S店刷新控制器的軟件，從而減少因軟件缺陷造成的召回成本。 測量與標定：在新車型開發過程中，采用測量與標定技術的快速控制原型控制器，可以通過計算機和網絡系統，實時、便捷地調整控制參數和算法，這使得開發周期和成本大幅度減少。歐洲、美國和日本的新能源汽車開發，普遍采用了這項技術。 國外的通用、福特、大眾等，以及國內的一汽、東風、上汽、長安、廣汽、奇瑞等整車廠將總線技術整合為一個通用化的網絡平臺，應用于高、中、低各類車型，以此減小網絡系統的變動，增加軟件的復用度，降低開發成本。整車廠的網絡平臺由網絡標準、測試規范和協議棧（網絡相關的嵌入式軟件）組成。商用車的網絡平臺遵照SAEJ1939；乘用車的網絡平臺，整車廠各有特色，但越來越多的整車廠采用國際標準，從而共享供應商資源。同時，越來越多的供應商選擇由專業公司開發協議棧，從而減少開發人力和周期。 總線網絡系統開發流程 網絡平臺構建和網絡系統開發采用V模式開發流程，如下圖所示。V模式定義了一套清晰有效的開發流程：整車廠從系統需求到部件需求，完成系統需求規范和部件需求規范的制定，并將部件需求規范下達給供應商；供應商完成部件開發后，整車廠再從部件測試到系統測試，在多輪樣件和樣車上完成集成和驗證。 總線網絡系統拓撲結構 目前，乘用車的典型拓撲結構如下圖所示。商用車的典型拓撲結構與乘用車類似，但是由于某些商用車將早期技術與最新技術同時使用，所以它們的拓撲結構存在多個網關，結構相對復雜。 此外，2008年MOST總線的速率上升到150Mbit/s，2009年寶馬7系列車已經采用FlexRay總線。可以預見，在不遠的將來，MOST和FlexRay將替代現在的信息娛樂CAN網絡和動力CAN網絡。 |
