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1、汽车车载网络 技术与应用第一章概 述Date11 汽车电子技术发展历程汽车电子技术发展历程(1)(1)七十年代引入集成电路七十年代引入集成电路. . (2)(2)八十年代引入微处理器八十年代引入微处理器. . (3)(3)九十年代引入网络技术九十年代引入网络技术. . 三个阶段是汽车电子技术发展的三个里三个阶段是汽车电子技术发展的三个里 程碑程碑; ;Date22 汽车上为什么需要发展网络技术直接原因直接原因: :汽车产业竞争带来的技术竞争和技汽车产业竞争带来的技术竞争和技术需求。术需求。 间接原因间接原因: :技术发展达到一定高度提供可能性技术发展达到一定高度提供可能性 。 集成电路:只改变
2、产品的体积,工作速度,性能可靠性; 微处理器:使产品体现出智能特征; 网络技术:解决由于汽车上大量应用电子装置带来的问题-汽车电子电器数量过多，系统过大、冗余度 高、成本增加、技术效益低下。具体说明:（1）（2）（3）（4）Date3（1）Volvo汽车线束长度的增加线束的增加不但占据了车内的有效空间，增加了装配和维 修的难度，提高了整车成本，而且妨碍了整车可靠性的提高。 Date4（2）2001-2004年中国汽车电子应 用比例与全球平均水平情况对比2001年 2002年 2003年 2004 全球平均每辆新车汽车电子支出（美元） 1800 1854 2025 2123 全球每辆新车平均汽车
3、电子应用比例23.10% 23.9% 26.2% 27.5% 全球每辆新车平均汽车电子应用比例的增长速度3.5% 9.6% 5.0% 中国平均每辆新车汽车电子支出（美元） 754 790 885 1024 中国每辆新车平均汽车电子应用比例 3.40% 4.2% 4.8% 5.8% 中国每辆新车平均汽车电子应用比例的增长速度 23.5% 14.3% 20.8%Date5（3）线束重量变化： 2003年6月在南京菲亚特下线的“派 力奥周末风”，车载网络将前照 灯照明、前/后窗自动玻璃清洗控制 、转向灯控制、后风窗雨刮器、内 部照明系统、单点触电动窗自动升 降、电子防盗系统通过网络连为一 体。 由于
4、采用了汽车整体车载网络技术 ，从而减少了23%的线束。 Date6 目前，在汽车上应用的数据传 输形式有两种：形式1 （传统方式不是网络传递） 每项信息均通过各自独立的数 据线进行交换（4）数据传递的形式Date7发动机 ECU变速器 ECUABS- ECUSRS ECU传统式信息传递Date8 图1 传统式信息传递在该例中，共需要5条数据线进行数 据传递 也就是说，每项信息都需要一个独立 的数据线Date9 图2 传统式信息传递无CAN 总线 ： 车门控制单元完成其全部控制功能需 要：45根线和9个插头without CANDate10随着汽车控制系统越来越复杂，所 需传输的信息量也越来越大
5、因此数据线数量、控制单元数和控 制单元的端口也会相应增加所以传统式数据传递形式只适用于 有限信息量的数据交换和传输Date11各控制单元之间的所有信息都通过两根数据线进行交换CAN数据总线形式2网络传输Date12 图4 网络信息传递2Date13 图5 网络信息传递3利用CAN 总线 ： 车门控制单元完成其全部控制功能只 需：最多17 根线，2个 插头即可Data exchange with CAN data bus (low speed CAN) (2 data wires)with CANDate14 显然显然二十一世纪的汽车电二十一世纪的汽车电 子技术将是网络技术的世纪子技术将是网络技
6、术的世纪 。Date153 汽车车载网络技术简介 常见汽车车载网络的开发年份、采用厂 家与发表年份： Date16 主要汽车车载局域网的基本情况：Date17 几种车载网络的成本比例及通信速度比较Date18汽车车载网络的分类A类：面向执行器、传感器的低速网络 B类：面向模块间数据共享的中速网络 C类：面向多路、实时闭环的高速网络 D类：面向信息、多媒体系统的网络 E类：面向乘员的安全系统分类依据：功能和速率Date19 车载网络传输速度：Date20典型的现代汽车车载网络Date21 Vehicle LAN（ 车载局域网）Date22A类网络协议的特点A类网络主要面向传感器、执行 器控制；
7、位速率一般小于10Kbps；适用于对实时性要求不高的场合 ，主要应用于电动门窗、座椅调 节、灯光照明等控制。Date23名称主要用户主要应用场合注释 UARTGM多种场合正被逐步淘汰SinebusGMAudio/LIN许多厂商智能连接器和传感器由LIN协会开发 I2CRenaultHVAC极少使用CCDChryslerHVAC，Audio等正被逐步淘汰ACPFordAudio/BEANToyota车身控制/J1708/J1587/ J1922 T SAE J1850以及VAN(Vehicle Area Network)在车身网络中得到了广泛的应 用。随着汽车网络技术的发展，目前及 未来的B类网
8、络主流协议将是：CAN (ISO11898-3)中国Date33C类网络协议的特点主要面向高速、实时闭环控制的 多路控制多路传输网；位速率可达1Mbps， X-By-Wire 系统传输速率可达10Mbps以上；主要用于动力系统等对实时控制 及可靠性要求较高的场合。Date34C类网络协议及应用情况名称主要用户应用场合注释ISO11898-2 (高速CAN)GM，欧洲实时控制场合TTPTM/CTTTech实时控制场合 (X-By-Wire)最初由Vienna 技术大学制定FlexRayBMW, Motorola, Daimler Chrysler实时控制场合 (X-By-Wire)/Date35
9、ISO 11898-2、 TTPTM/C、 FlexRay性能比较比较内容ISO 11898-2FlexRayTTPTM/C应用场合汽车，自动化 领域，航空 x-by-wire对实时性要求严 格的系统(x-by- wire)消息传输异步异步或同步同步位编码方式NRZNRZ频率调制介质访问方式CSMA/CR TDMA和 FTDMA TDMA最大波特率1Mbps10Mbps25Mbps每帧的数据字 节0 802460236 Date36X-by-WireX-by-Wire系统系统Date37C类网络协议的主流协议 目前，C类网络中广泛应用于动力与 传动系统控制与通讯的协议标准为：ISO 11898
10、-2未来应用于X-By-Wire系统的主要协 议为： TTPTM/C(Time-Triggered Protocol) FlexRay Date38D类网络协议的特点及分类该类网络统称智能数据总线(Intelligent Data Bus)主要面向信息、多媒体系统等。Date39根据SAE分类： IDB-C(低速)、 IDB-M(高速)和IDB-Wireless(无线通 讯)。D类网络协议的位速率在 250Kbps400Mbps之间。 IDB-C：SAE J2366 IDB-M：D2B、MOST、IDB1394等 IDB-Wireless： Bluetooth(蓝牙)Date40D类网络协议的
11、比较比较内容IDB-CD2BMOSTIDB-1394CopperOptical应用场合通讯娱乐数据流 控制数据流 控制数据流 控制PC设备传输介质双绞线双绞线光纤光纤屏蔽双绞线位编码方式NRZPWMBiPhaseBiPhaseNRZ位速率250Kbps29.8Kbps12Mbps25Mbps98393Mbps成本低中高高中Date41E类网络协议及使用情况E类网络主要面向乘员的安全系统，应用于车辆被动安 全性领域。名称主要开发商注释SafetyBusDelphiDelphi是唯一用户BOTE Bosch-Temic /Planet Philips/DSIMotorola/AMP/SI(Byteflight )BMW/ Motorola也称ISISDate42E类网络协议的比较比较内容SafetyBusPlanetByteflight 应用场合气囊气囊气囊传输介质双线双线双线数据长度24 39位0200字节介质访问方式 主/从主/从FTDMA最大波特率500Kbps20K250Kbps 10Mbps成本低低中Date43
