详解LIN CAN FlexRay MOST四大汽车总线

        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,目前主流的车用总线有四种:CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线。

四种总线对比

类别

总线名称

通信速度

应用范围

A类

LIN

10~125K(车身)

车灯、门锁、座椅、天窗等

B类

CAN

125K~5M

空调、电子指示等

C类

FlexRay

1M~10M

引擎控制、ABS等

D类

MOST/1394

10M以上

导航、多媒体等



一、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)、Rolls.Royce(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。


 二、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1个LIN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。

 LIN相对于CAN的成本节省主要是由于采用单线传输、硅片中硬件或软件的低实现成本和无需在从属节点中使用石英或陶瓷谐振器。这些优点是以较低的带宽和受局限的单宿主总线访问方法为代价的。

 LIN包含一个宿主节点和一个或多个从属节点。所有节点都包含一个被分解为发送和接收任务的从属通讯任务,而宿主节点还包含一个附加的宿主发送任务。在实时LIN中,通讯总是由宿主任务发起的。


 三、FlexRay总线

FlexRay总线是由宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司共同制定的一种新型通信标准,专为车内联网而设计,采用基于时间触发机制,具有高带宽、容错性能好等特点,在实时性、可靠性和灵活性方面具有一定的优势。

 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。


 四、MOST总线

MOST 是一种专门针对车内使用而开发的、服务于多媒体应用的数据总线技术。 MOST 表示“多媒体传输系统”。自从宝马7系列汽车首次采用MOST(面向媒体的系统传输总线)技术以来,近几年该技术的普及速度突飞猛进,实现实时传输声音、视频,以满足高端汽车娱乐装置的需求;可以用在车载摄像头等行车系统。

MOST总线特点:

(1) 保证低成本的条件下,可以达到24. 8 Mbit/s的数据传输速度。

(2) 无论是否有主控计算机都可以工作。

(3) 支持声音和压缩图像的实时处理。

(4) 支持数据的同步和异步传输。

(5) 发送/接收器嵌有虚拟网络管理系统。

(6) 支持多种网络连接方式,提供MOST设备标准,方便、简洁地应用系统界面。

(7) 通过采用MOST,不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、降低噪声,而且可以减轻系统开发技术人员的负担,最终在用户处实现各种设备的集中控制。

(8) 光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。


 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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