摘要：隨著新能源汽車列入國家加快培育和發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，汽車的智能化、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化、節(jié)能化成了汽車發(fā)展的大方向。汽車總線是實(shí)現(xiàn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，本文將和大家聊聊當(dāng)今汽車三大總線，CAN、LIN、Flexray。
今天，社會進(jìn)入了信息網(wǎng)絡(luò)時代，人們希望汽車不僅僅是一種代步工具，更希望在汽車是生活及工作范圍的一種延伸，在汽車上就像呆在自己的辦公室和家里一樣，可以打電話、上網(wǎng)、娛樂、工作。
功能的增多也使得汽車上的電子裝置數(shù)量急劇增加，各種汽車總線也應(yīng)運(yùn)而生。我們最熟悉的汽車總線是CAN，對于LIN和Flexray大家或許還有點(diǎn)陌生。那么接下來，就為大家介紹一下這三種汽車總線。
一、汽車總線的誕生
汽車總線的誕生離不開汽車電子的發(fā)展。汽車電子化的程度也被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志。傳統(tǒng)的汽車電子大多采用點(diǎn)對點(diǎn)的單一通信方式，相互之間少有聯(lián)系，這樣必然會形成龐大的布線系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中，其導(dǎo)線長度可達(dá)2000米，電氣節(jié)點(diǎn)可達(dá)1500個，而且該數(shù)字大約每10年就將增加1倍。
這進(jìn)一步加劇了粗大的線束與汽車上有限的可用空間之間的矛盾。無論從材料成本還是工作效率看，傳統(tǒng)布線方法都不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車的發(fā)展。另外，為了滿足各電子系統(tǒng)的實(shí)時性要求，須對汽車公共數(shù)據(jù)(如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門踏板位置等信息)實(shí)行共享，而每個控制單元對實(shí)時性的要求又各不相同。因此，傳統(tǒng)的電氣網(wǎng)絡(luò)已無法適應(yīng)現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展，于是新型汽車總線技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。
二、CAN總線
CAN總線又稱作汽車總線，全稱為“控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network)”，是一種能有效支持分布式控制和實(shí)時控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。它將各個單一的控制單元以某種形式(多為星形)連接起來，形成一個完整的系統(tǒng)。
CAN總線最早是德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的電控模塊(ECU)之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行通訊協(xié)議?，F(xiàn)今在汽車電子系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用，成為歐洲汽車制造業(yè)的主體行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，代表著汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)的主流發(fā)展趨勢。
世界上很多著名的汽車制造廠商，如Volkswagen(大眾)、Benz(奔馳)、BMW(寶馬)、Porsche(保時捷)、Rolls．Royce(勞斯萊斯)等公司都已經(jīng)采用CAN總線來實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。
三、LIN總線
LIN是由摩托羅拉（Motorola）與奧迪（Audi）等知名企業(yè)聯(lián)手推出的一種新型低成本的開放式串行通訊協(xié)議，主要用于車內(nèi)分布式電控系統(tǒng)，尤其是面向智能傳感器或執(zhí)行器的數(shù)字化通訊場合。主要應(yīng)用于電動門窗、座椅調(diào)節(jié)、燈光照明等控制。
典型的LIN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可以達(dá)到12個。以門窗控制為例，在車門上有門鎖、車窗玻璃開關(guān)、車窗升降電機(jī)、操作按鈕等，只需要1個LIN網(wǎng)絡(luò)就可以把它們連為一體。而通過CAN網(wǎng)關(guān)，LIN網(wǎng)絡(luò)還可以和汽車其他系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)更豐富的功能。目前LIN已經(jīng)成為國際標(biāo)準(zhǔn)，被大多數(shù)汽車制造商和零部件生產(chǎn)商所接受。
四、Flexray總線
Flexray是一種用于汽車的高速的、可確定性的，具備故障容錯能力的總線技術(shù)，它將事件觸發(fā)和時間觸發(fā)兩種方式相結(jié)合，具有高效的網(wǎng)絡(luò)利用率和系統(tǒng)靈活性特點(diǎn)，可以作為新一代汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)絡(luò)。
Flexray可以應(yīng)用在無源總線和星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，也可以應(yīng)用在兩者的組合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。這兩種拓?fù)渚С蛛p通道ECU，這種ECU集成多個系統(tǒng)級功能，以節(jié)約生產(chǎn)成本并降低復(fù)雜性。雙通道架構(gòu)提供冗余功能，并使可用帶寬翻了一番。每個通道的最大數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到10Mbps。目前Flexray主要應(yīng)用于事關(guān)安全的線控系統(tǒng)和動力系統(tǒng)，在寶馬的高端車上有應(yīng)用。
五、總結(jié)
CAN作為一種可靠的汽車總線已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了高檔汽車上，LIN作為CAN的補(bǔ)充，也已成為國際標(biāo)準(zhǔn)。而比CAN還要先進(jìn)的Flexray更是發(fā)展迅速。汽車總線的發(fā)展已經(jīng)勢不可擋。ZDS2024plus示波器免費(fèi)標(biāo)配CAN、LIN、Flexray協(xié)議解碼，并且支持最新CAN FD解碼，愿為汽車總線的發(fā)展貢獻(xiàn)我們的一份力量。