當前主流的汽車混合網(wǎng)絡(luò)主要由 CAN、LIN、Flex Ray、MOST、LVDS 等車載網(wǎng)絡(luò)總線構(gòu)成。這些網(wǎng)絡(luò)標準都是由汽車行業(yè)制定,屬于較封閉的標準,很難與外部設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)連接,有濃重的汽車行業(yè)的特色。
CAN(Controller Area Network)是1983年德國BOSCH公司研發(fā)的一種共享式雙線串行通信總線,最高傳輸速率為1MBit/s,具有非破壞性仲裁,分布式實時控制,可靠的錯誤處理和檢測機制等特性。并且ISO標準化組織將CAN通信進行了標準化,因此,目前CAN網(wǎng)絡(luò)是車載通信的主干網(wǎng)絡(luò)。CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢是成本低,可靠性高,可以用于汽車動力系統(tǒng)、底盤和車身電子等領(lǐng)域,不足之處是CAN總線屬于共享式總線,通信速率相對較低,不能滿足汽車總線帶寬日益增加的需求。
CAN FD(CAN with Flexible Data-Rate)是Bosch公司2011年發(fā)布的CAN的替代總線,在繼承了CAN總線的絕大多數(shù)特性的同時,彌補了CAN總線在總線帶寬和數(shù)據(jù)長度的不足,將數(shù)據(jù)位最大的字節(jié)數(shù)提高至64位,最高通訊速率可達8MBit/s甚至更高,顯著提高了通信速率,降低總線負載。CAN FD可以兼容傳統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò),因此,目前車內(nèi)的控制網(wǎng)絡(luò)正逐步的由CAN網(wǎng)絡(luò)向CAN FD網(wǎng)絡(luò)遷徙。
LIN(Local Interconnect Network)通信技術(shù)于2001年運用于汽車工業(yè),作為CAN網(wǎng)絡(luò)的一種補充,也屬于一種低成本的串行總線技術(shù),LIN總線網(wǎng)絡(luò)采用單主多從的模式架構(gòu),使用單信號線進行傳輸,主、從節(jié)點間的通信有具體的規(guī)則,只有主節(jié)點需要,從節(jié)點才能發(fā)送信息,不需要總線仲裁。LIN總線最主要的優(yōu)勢在于相比CAN總線更為低廉的成本,帶寬僅有不到20KBps,多應(yīng)用于帶寬要求不高的舒適系統(tǒng)。
Flex Ray,于2005年應(yīng)用于汽車領(lǐng)域,是繼CAN和LIN之后的新一代汽車控制總線技術(shù),同樣屬于共享式總線技術(shù),帶寬可達10Mbps,是一種具備時間可確定性的、分布式時鐘同步的、故障容錯的總線標準。Flex Ray的主要優(yōu)勢在于相比CAN總線具有較高的帶寬,可以滿足汽車關(guān)鍵應(yīng)用的要求,但是同樣作為共享式總線技術(shù),其成本卻很高,僅適用于豪華車中的線控系統(tǒng)(如懸掛控制、換擋控制、剎車控制、轉(zhuǎn)向控制等)。
MOST(Media Oriented Systems Transport)是由德國MOST Cooperation(MOST合作組) 2001年制定的一個針對汽車領(lǐng)域的多媒體應(yīng)用通信標準,以解決傳統(tǒng)總線不適用于汽車娛樂信息傳輸?shù)牟蛔恪S捎贛OST通信物理層使用的是光纖傳輸,采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),其線束質(zhì)量輕、抗干擾性強、帶寬高、信號衰減少,最新的MOST-150標準速率可達150MBit/s,可同時傳輸音像流數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)等。目前,MOST的帶寬性能能夠滿足汽車的需求,但是它的擴展性差,技術(shù)開發(fā)周期長,專利技術(shù)成本昂貴,難以得到普及,也僅僅應(yīng)用于中高端車中。
LVDS(Low Voltage Differential Signaling)雖然它不是專門為汽車領(lǐng)域所設(shè)計的,但是它相比于MOST技術(shù)有著更低的成本,且最高帶寬可達655 Mbps,是一種低壓差分高速信號標準,受到眾多普通廠商的青睞,被視為MOST技術(shù)的替代產(chǎn)品。但是LVDS技術(shù)也有比較嚴重的缺陷,為了滿足汽車嚴格的電磁兼容(EMC, Electromagnetic Compatibility)、電磁干擾(EMI, ectromagnetic Interference)等要求,它的傳輸線纜增加了較厚的傳輸屏蔽層,增加了車重,并且在傳輸協(xié)議上,LVDS屬于點對點的圖像傳輸技術(shù),每個接口只能有一個攝像頭或者一個視頻輸出口,嚴重限制了擴展性能。
以下是這幾種總線技術(shù)的對比:
原文標題:技術(shù)|幾種常見的傳統(tǒng)汽車總線傳輸通信技術(shù)
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