社会实践中详解LINCANFlexRay和MOST四大汽车总线及其CAN总线通信协议三要素
随着新能源汽车的兴起,国家将其列为七大战略性新兴产业之一,智能化、数字网络化和节能化成为汽车发展的主要方向。为了实现这些目标,汽车总线系统扮演了至关重要的角色。本文将详细介绍四种主流的汽车总线:CAN、LIN、FlexRay和MOST,以及它们在现代车辆中的应用。
在信息时代,人们对汽车不仅要求它作为交通工具,还希望它能够提供类似办公室或家居环境的一些功能,如打电话、上网娱乐工作等。随着电子设备数量的增加,这些需求促使了各种通信协议和网络技术的发展。
车用总线是连接车载设备或仪表之间数据传输的手段,它构成了车辆内部网络的一个基础部分。目前市场上有四种主要类型的车用总线:CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)、FlexRay以及MOST(Media Oriented Systems Transport)。
以下是一张简要对比这四种总线性能参数表:
| 总线名称 | 数据速率 | 节点数目限制 | 应用领域 |
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| CAN(控制区域网络) | 1Mbps/10Mbps/125kbit/s可变速率多频率分时复用的串行通讯协议具有高效低成本特点适用于广泛应用于各类电控模块之间交换数据。其中包括发动机控制单元(ECU)、防抱死制动系统(ABS)、电子稳定程序(ESP)等关键系统。对于非实时性较强且通信延迟不敏感的事务而言,可以使用标准速率,即每个节点可以通过一个共享介质进行通信,而无需额外硬件支持.如果需要更高级别的事务处理能力,比如快速响应严格时间相关任务,那么就需要使用扩展速率模式即每个节点拥有自己的物理介质。这导致速度非常快,但成本也相应提高| 11-31个节点,但实际上通常情况下只有2-5个节点,因为这个协议设计来满足点对点通信方式| 主要用于底盘控制系统如发动机管理ECU, ABS, ESP等|
| LIN(本地互连网络)| 每条信道最大10Kbps,每站最长20ms响应时间基于事件触发与定时触发两种方式结合,可实现高速并且灵活地访问所有可用带宽。LIN以其低成本、高效能及简单易维护之特性,在自动驾驶辅助器件中得到了广泛应用。在一些方面还可能替代部分CAN接口,以降低整体成本并提高组装效率.| 可以包含12个或更多节点,但是由于物理层限制,每条链路只能支持直连两个端点,并且最多只能有一个宿主结点| 适合于电窗调节、座椅调节灯光照明控制等非实时性的分布式电控系统|
| FlexRay(柔韧波束)| 最大10Mbit/s数据传输速率双通道配置允许最高32MBps有效带宽,并提供冗余功能,使得数据丢失可能性极小;FLEXRAY因其高可靠性、高带宽、高实时性的特性,被认为是未来内燃机驱动智能汽車中核心通信技术之一; Flexray可以被看作是一个专门为复杂任务设计的高速公路。This protocol is particularly suited for applications that require high data transfer rates and low latency such as advanced driver assistance systems (ADAS), autonomous vehicles, and safety-critical functions. </bR|Roughly up to 60 nodes can be connected in a single network but the actual number of devices that can be supported depends on the specific implementation of the system. It's worth noting that Flexray networks are typically smaller than other automotive communication protocols like CAN or LIN due to their higher bandwidth requirements. This is because they are designed for high-speed tasks where there is less need for a large number of devices on the same network at once.