5-1 MOST总线系统的检修

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1、项目五新型总线系统的检修 任务载体 某客户一辆奥迪A6L轿车 该汽车多媒体交互系统无法工作学习单元一MOST总线系统的检修学习单元二其它总线技术及应用 任务要求 1 熟悉MOST总线系统的功用 结构组成及主要元件 2 理解MOST总线系统的工作原理 信息帧的结构及工作流程 3 能识读和分析MOST总线系统电路 4 能根据相关资料确定MOST总线的技术参数 5 能正确分析MOST总线系统的故障 6 能主动与学习小组成员沟通 与教师和同学建立良好的人际关系 一 MOST总线概述 1 MOST总线的含义 MOST MediaOrientedSystemsTransport 是一种用于多媒体数据传送的

2、网络系统 MOST网络采用光纤作为物理层的传输介质 将视听设备 通信设备以及信息服务设备 如音响装置 电视 全球定位系统及电话 相互连接起来 学习单元一MOST总线系统的检修 2 MOST总线的特点 1 传输介质 光纤 plasticopticalfiber POF 优化信息传送质量 光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响 2 传输速率高 保证低成本的条件下 达到24 8Mbit s的数据传输速度 3 无论是否有主控计算机都可以工作 4 支持声音和压缩图像的实时处理 最多可以同时传送15个频道的CD质量的非压缩音频数据 5 支持数据的同步和异步传输 一次最多传输60B 6 发送 接收器嵌有

3、虚拟网络管理系统 7 MOST网络支持 即插即用 方式 在网络上可以随时添加和去除设备 8 节点数 最多可以连接64个节点 9 提供MOST设备标准 10 方便简洁的应用系统界面 3 MOST总线的数据类型 1 同步数据 时基数据 实时传送音频信号 视频信号等流动型数据 2 异步数据 非时基数据 传送访问网络及访问数据库等的数据包 3 控制数据 传送控制报文及控制整个网络的数据 同步数据 24 60 字节 音频 视频 异步数据 0 36 字节 数据包 分界线 同步和异步信息分界线 控制数据 2字节 64字节 MOST 数据帧 60字节 信息数据 MOST总线数据传输速率源数据 60Bytes

4、Framex8Bit Bytex44100Frames sec 21 2Mbit s 控制数据 如放大器 非时基数据 如电子邮件 时基数据 如声音 图象 3 MOST总线的数据类型 二 MOST总线的结构原理 奥迪A6L信息及娱乐多媒体服务系统 1 MOST总线系统组成 奥迪A6L轿车MOST组成示意图 2 MOST总线的控制单元 MOST控制单元结构图 光导纤维和光导插头 光导纤维的任务是将在某一控制单元发射机内产生的光波传送到另一控制单元的接收器 光导纤维的结构 纤芯是光导纤维的中心部分 它是用有机玻璃制成的 是光导线 纤芯内的光根据全反射原理几乎无损失地传导 透光的反射涂层是由氟聚合物制

5、成 它包在纤芯周围 对全反射起关键作用 黑色包层是由尼龙制成 它用来防止外部光照射 彩色包层起到识别 保护及隔温作用 光导纤维中光波的传送 光波在光导纤维中的传送 光波的直线传送 直的光导纤维光导纤维以直线方式在内芯线中传导部分光波 大多数光波通过在内芯线的表面产生全反射而被以之字形图案传送 光波在弯曲光导纤维中的传导 弯曲的光导纤维发生在内芯线覆盖层边缘的全反射使得光波被反射 从而被传导通过弯曲处 光波在过度弯曲的光导纤维中的传导 全反射条件 一束光线以较小的角度撞击在折射率分别较高和较低材料之间的边界层上在光导纤维中 内芯线的折射率比它的覆盖层高 如果光导纤维被过度弯曲或扭绞 就会有部分光

6、折射出光纤 故光导纤维的弯曲半径必须大于25mm 实际光纤端面 切割面上的污垢和刮痕会产生很高的损耗 衰减 因此 为了最大限度地减小传送损失 光导纤维的端面必须光滑 垂直和清洁 只有使用专用的切割工具才能达到上述要求 光纤端面 作用 通过光导插头 光信号进入某控制单元或产生的光信号被某控制单元传送到下一个控制单元为了能将光导纤维连接到控制单元上 使用了一种专用插头 插座接头上有一个信号方向箭头 它表示输入方向 通向接收器 插头壳体与控制单元连接 在生产光纤导线时 为了在插头外壳上固定光纤导线 就要在光纤导线尾端利用激光技术焊上塑料套管或者在尾端卡上黄铜质地的套管 这个插头连接电源 环状故障诊断

7、和输入与输出信号 内部电源系统把通过电气插头供给控制单元的电源分配给各个部件 这一方式可以临时断开供给控制单元中个别部件的电源 从而减小闭路电流 由一个光电二极管和一个发光二极管组成 光电二极管的作用是入射的光信号被转换成电压信号 电压信号传送至MOST发射接收机发光二极管的作用是把MOST发射接收机的电压信号转换成光信号 产生出光波的波长为650nm 是可见红光 数据通过光波调制传送 调制后的光由光导纤维传到下一个控制单元 光电二极管内有一个P N结 光可以照射到这个P N结上 在P型层上有一个触点 正极 N型层与金属底板 负极 接触 如果光或红外线辐射照到P N结上 就会产生自由电子和空穴

8、 从而形成一个穿越P N结的电流 也就是说 作用到光电二极管上的光越强 流过光电二极管的电流就越大 这个过程称为光电效应 光电转换 在反方向上 光电二极管与一个电阻器串联 如果由于照射光强度增大 流过光电二极管的电流增大 那么电阻上的压降也就增大了 于是光信号就被转换成电压信号了 MOST发射接收机由发射机和接收机二个部件组成 发射机把要发送的信息转换为电压信号传至光导发射机接收机接收来自光导发射机的电压信号转换为二进制代码 并将其传送至控制单元的 标准微型控制器 CPU 来自其他控制单元的无用信息由发射接收机传送 而不是将数据传到CPU上 这些信息原封不动发至下一个控制单元 标准微型控制器是

9、控制单元的核心元件 它的内部有一个微处理器 用于操纵控制单元的所有基本功能 这些部件用于控制某些专用功能 例如CD播放机和收音机调谐器 3 MOST总线的环形结构 MOST总线系统的显著特点是它的环形结构 控制单元通过一根光导纤维把数据传送至环形结构中的下一个控制单元 直到数据返回至发送控制单元 由此 形成了一个闭合的环路 MOST总线系统的诊断是借助于数据总线的诊断接口和诊断CAN进行的 奥迪A6L信息娱乐系统位置分布图 4 MOST总线的系统管理器 控制系统状态 传送MOST总线的信息 管理传送容量 前部信息显示和操作单元的控制单元J523执行系统管理器的功能 5 MOST总线的系统状态

10、MOST总线中没有数据交换 设备被切换至睡眠模式 只有系统管理器发出光学起始脉冲后 才被激活 闭路电流下降至最小值 睡眠模式 MOST总线中的所有控制单元都准备就绪 可切换至睡眠模式 其它总线系统没有通过网关提出任何要求 自诊断未激活 在上述条件下 MOST总线系统可以通过下列方式切换至睡眠模式 如果起动发动机或蓄电池放电 蓄电池管理器通过网关进行切换 通过自诊断仪器激活 传输模式 没有来自其他用户需要执行功能的请求 就是说 系统给出已被关闭的印象 MOST总线系统仍在后台工作着 但所有的输出媒介 显示屏 音频放大器等 都不工作或不发声 此模式在起动和系统运行时被激活 备用模式 由其他数据总线

11、通过网关激活 例如 驾驶员车门的关闭或开启 点火开关接通 由MOST总线中的控制单元激活 例如 打入的电话 控制单元被完全激活 数据在MOST总线上进行交换 输出媒介 显示屏 音频放大器等 工作或发声 用户可以使用所有的功能 通电工作模式 MOST总线系统处于备用模式 由其他数据总线通过网关激活 例如 S触点 显示屏工作 通过用户的功能选择来激活 例如 通过多媒体操作单元E380 6 MOST总线的信息帧 系统管理器以44 1kHz的脉冲频率从环状总线上向下一个控制单元发送信息帧 目的 允许传递同步数据 例如 声音和动态图像 视频 这些信息必须以相同的时间间隔来发送 为什么设置为44 1kHz

12、 信息帧的大小最多是64B 最多可传输60B的数据 信息帧 起始区起始区标志着信息帧的开始 每一段信息帧都有一个单独的起始区 分界符分界符用于区分起始区和紧跟着的数据区 数据区MOST总线利用数据区最多可将60字节的有效数据发送到控制单元 a 作为同步数据形式的音频与视频 b 作为异步数据形式的图像 用于计算目的的信息和文字信息 数据区的分配是可变的 数据区的同步数据的大小在24 60字节之间 同步数据的传送具有优先权 数据区 根据发射机 接收机地址 标识符 和可利用的异步数据量 异步数据被输入并且被以4字节信息包的形式传送到接收机 校验字节两个校验字节被用来传送信息 a 发射机和接收机的地址

13、 标识符 b 至接收机的控制命令 例如 放大器设置高 低 校验字节 一个信息组中有16个信息帧 一个信息组中的校验字节在控制单元内汇成一个校验信息帧 状态区信息帧的状态区包含用于接收机发送信息帧的信息 奇偶校验区奇偶区被用来最终检查数据的完整性 该区的内容将决定是否需要重复一次发送过程 7 MOST总线的功能流程 如果MOST总线处于睡眠模式 那么首先须通过唤醒程序将系统切换至备用模式 如果一个控制单元 系统管理器除外 唤醒了MOST总线 那么该控制单元就会向下一个控制单元发射一种专门调制的光 称为伺服光 环状总线上的下一个控制单元通过在睡眠模式下工作的光电二极管来接收这个伺服光并将此光继续下

14、传 该过程一直进行到系统管理器为止 系统管理器根据传来的伺服光来识别是否有系统起动的请求 伺服光的传送 然后系统管理器向下一个控制单元发送一种专门调制的光 称为主光 这个主光由所有的控制单元继续传递 光导发射机 FOT 接收到主光后 系统管理器就可识别出环形总线现在已经封闭了 可以开始发送信息帧了 主控制光的传递 首批信息帧要求MOST总线上的控制单元提供标识符 系统管理器根据标识符向环形总线上的所有控制单元发送实时顺序 实际配置 这使得面向地址的数据传递成为可能 诊断管理器将报告上来的控制单元 实际配置 与一个所安装的控制单元存储表 规定配置 进行比较 如果实际配置与规定配置不相符 诊断管理

15、器存储相应的故障 至此整个唤醒过程结束 可以开始数据传送了 系统管理器发送信息帧 以奥迪A8车03型车上播放音乐CD为例来进行说明 同步数据形式传送音频与视频信号 用户通过多媒体操纵单元E380和信息显示屏J685来选择CD上的曲目 操纵单元E380通过一根数据线将控制信号传送至前部信息控制单元J523的控制单元 系统管理器 中 然后 系统管理器在连续不断传送的信息帧内加入一个带有以下校验数据的信息组 16信息帧 插入 发射机地址 前信息显示和操作单元的控制单元J523 环形结构中的位置3 数据源的接收机地址 CD机 环形位置3 取决于装备情况 控制命令 播放第10个曲目 分配传送通道 CD机

16、 数据源 确定数据区中有哪些字节可以用来传送它的数据 然后 它插入一个带校验数据的数据组 数据源的发射机地址 CD机 环形结构中的位置 取决于装备情况 系统管理器的接收机地址 前部信息控制单元J523 环形结构中的位置1 控制命令 把CD的数据传送至通道01 02 03 04 立体声 同步传送的数据管理 前部信息控制单元J523使用下列带校验数据的数据组 发射机地址 前部信息控制单元J523 环形结构中的位置1 接收机地址 数字式控制单元J525 环形结构中的位置取决于装备 控制命令 读出数据通道01 02 03 04 并通过扬声器播放出来 当前的音响效果设定 例如 音量 前后音量平衡 左右音量平衡 低音 高音和中音 关闭静音切换 向数字式控制单元J525 数据接收机 发出播放出音乐的指令 CD上的数据被保留在数据区内 直到信息帧通过环形总线又到达CD机 即数据源 为止 这时 这些数据被新的数据替代并且重新开始新的循环 这样可以使得MOST总线中的所有输出装置 声响包 耳机 都可使用同步数据 另外 系统管理器通过发送相应的校验数据来确定哪个装置在使用数据 传送通道 音频与视频传送需要每