業界專家暢談汽車電子產業發展新趨勢
2013-01-17 08:32:56 本站原創CAN提供多個主控層,以支持對智能冗余系統的開發。在這種類型的網絡中,如果一個網絡的節點有缺陷,那么,網絡仍然能夠發揮作用。消息通過網絡廣播,然后所有的節點都接收到該消息,并能夠讀該消息,以確定這個消息是否與它們有關且是否要采取任何行動。在這種環境中必須確保數據完整性,因為系統的所有節點都采用相同的信息。數據完整性還通過誤碼檢測機制以及有缺陷消息的重發機制獲得支持。
LIN協議是一種用于較小汽車網絡的整體通信概念。其規范覆蓋了對協議和物理層的定義、以及對用于開發工具和應用軟件的接口的定義。在車輛的開關、智能傳感器和傳動裝置等應用中,無需CAN的帶寬和通用性,LIN就能夠提供有成本效益的通信網絡。這種通信網絡協議是基于SCI(UART)數據格式,采用一主/多從的概念,各個節點采用單線12V總線和時鐘同步,不需要穩定的時基。
由于LIN面向低端應用,兩個因素是關鍵的:與CAN相比,每一個節點的通信成本必須進一步大幅度降低;不需要CAN的性能、帶寬和通用性。LIN較之于CAN的主要成本節約源自于:單線傳輸;因硬件或軟件在芯片中,實現成本低;在從節點中不必采用晶體或陶瓷諧振器。
隨著汽車中ECM數量的日益增加,汽車電子系統架構師將不斷面臨的挑戰在于,要為“網絡化”的汽車環境創造一種“最具有成本效益的網絡”,這樣才能推進汽車性能的提高。
汽車網絡系統重要性升級,一體化整車網絡勢在必行
經過多年的發展與完善,汽車網絡技術目前已經成為各主流汽車廠商的基礎技術構成。各企業的網絡協議標準定義了企業級物理層、數據鏈路層、傳輸協議、應用層和故障診斷規范。不僅如此,為了保證遵守此協議的軟件的高質量和短的開發周期,整車廠商通常還規定了在開發汽車電子產品時必須使用由專業軟件供應商提供的協議棧軟件、相關的開發工具,以及必須遵守的開發和測試流程。擁有網絡協議、協議棧、測試標準和相關的流程可以使企業在產品開發、供應商開發、產品外包、內部培訓等方面變得更加高效、易于控制和管理。
隨著汽車電子技術的發展和市場競爭的加劇,目前在轎車上通常有不止一個電控單元(ECU)用于監測和控制各子系統。在汽車電子發展的早期,這些ECU都是各自獨立工作的。這樣就比較容易劃分各子系統的功能,比如動力總成、底盤、車身和娛樂。典型的是發動機管理和變速器控制屬于動力總成,ABS屬于底盤,空調、中控門鎖和座椅屬于車身;收音機和DVD則屬于娛樂和多媒體系統。
隨著軟件和硬件技術的發展,尤其是隨著總線技術的引入,比如在上世紀90年代初出現的CAN總線系統,標志著ECU發展的第二階段。汽車電子網絡技術不僅加快了新技術的應用,同時節約了成本。比如,多個ECU可以共用一個傳感器發出的信號,而無需復雜昂貴的接線。由于可以通過網絡實現廣泛的數據共享,新功能的增加更加容易,實現成本更加低廉。當前汽車電子功能的多樣化和快速增長都與汽車網絡技術的廣泛應用密切相關。得益于汽車網絡技術的支持,現代汽車電子系統實現了低成本、高度靈活和可裁減性。
目前整個汽車電子系統通常由3~5個網絡構成,它們通常由動力總成網絡(高速網絡)、舒適系統網絡(中低速網絡)和信息娛樂系統網絡(多媒體網絡)構成。它們由網關實現互連,構成一體化整車網絡。在高端技術方面,以Flexray總線為代表的時間觸發總線技術的發展成熟將促進與安全相關的轉向控制等功能的發展。在低端,LIN總線應用將更加廣泛,會出現更多集成了傳感器/執行器/LIN的價格低廉的節點。