汽車(chē)中的電子部件越來(lái)越多，光是ECU就有幾十個(gè)，這么多的電子單元都要進(jìn)行信息交互。傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求。因此必須要采用先進(jìn)的總線(xiàn)技術(shù)。

車(chē)用總線(xiàn)就是車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中底層的車(chē)用設(shè)備或車(chē)用儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò)。目前，有四種主流的車(chē)用總線(xiàn)：CAN總線(xiàn)、LIN總線(xiàn)、FlexRay總線(xiàn)和MOST總線(xiàn)。

用一張表格來(lái)說(shuō)明各種總線(xiàn)的區(qū)別

LIN總線(xiàn)結(jié)構(gòu)

除了宿主節(jié)點(diǎn)的命名之外，LIN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不使用有關(guān)系統(tǒng)設(shè)置的任何信息。我們可以在不要求其它從屬節(jié)點(diǎn)改變硬件和軟件的情況下向LIN 中增加節(jié)點(diǎn)。

 宿主節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)包含同步中斷、同步字節(jié)和消息識(shí)別碼的消息報(bào)頭。從屬任務(wù)在收到和過(guò)濾識(shí)別碼后被激活并開(kāi)始消息響應(yīng)的傳輸。響應(yīng)包含兩個(gè)、四個(gè)或八個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和一個(gè)檢查和(checksum)字節(jié)。報(bào)頭和響應(yīng)部分組成一個(gè)消息幀。

LIN總線(xiàn)上的所有通訊都由主機(jī)節(jié)點(diǎn)中的主機(jī)任務(wù)發(fā)起，主機(jī)任務(wù)根據(jù)進(jìn)度表來(lái)確定當(dāng)前的通訊內(nèi)容，發(fā)送相應(yīng)的幀頭，并為報(bào)文幀分配幀通道?？偩€(xiàn)上的從機(jī)節(jié)點(diǎn)接收幀頭之后，通過(guò)解讀標(biāo)識(shí)符來(lái)確定自己是否應(yīng)該對(duì)當(dāng)前通訊做出響應(yīng)、做出何種響應(yīng)。基于這種報(bào)文濾波方式，LIN可實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)傳輸模式，且一個(gè)報(bào)文幀可以同時(shí)被多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收利用。

LIN總線(xiàn)物理層采用單線(xiàn)連接，兩個(gè)電控單元間的最大傳輸距離為40m。其總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)器和接收器的規(guī)范遵從改進(jìn)的ISO 9141 單線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)?；赟CI/UART( 通用異步收發(fā)接口的單總線(xiàn)串行通信)協(xié)議；目前幾乎所有的微控制器芯片上都有SCI/UART接口。低傳輸速率、小于20kb/s、采用NRZ編碼。

LIN總線(xiàn)在汽車(chē)中的應(yīng)用如下圖所示。

CAN總線(xiàn)

CAN（Controller Area Network）即控制器局域網(wǎng)，可以歸屬于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的范疇，通常稱(chēng)為CAN bus，即CAN總線(xiàn)，是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。

CAN 最初出現(xiàn)在汽車(chē)工業(yè)中，80年代由德國(guó)Bosch公司最先提出。最初動(dòng)機(jī)是為了解決現(xiàn)代汽車(chē)中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號(hào)線(xiàn)。

CAN總線(xiàn)是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其通信接口中集成了CAN協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能，可完成對(duì)通信數(shù)據(jù)的成幀處理，包括位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)、優(yōu)先級(jí)判別等項(xiàng)工作。

CAN總線(xiàn)的工作原理可由下面兩圖來(lái)說(shuō)明。

 總結(jié)下，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)要向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)的CPU 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)和自己的標(biāo)識(shí)符傳送給本節(jié)點(diǎn)的CAN芯片，并處于準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)它收到總線(xiàn)分配時(shí)，轉(zhuǎn)為發(fā)送報(bào)文狀態(tài)。CAN 芯片將數(shù)據(jù)根據(jù)協(xié)議組織成一定的報(bào)文格式發(fā)出，這時(shí)，網(wǎng)上的其它節(jié)點(diǎn)處于接收狀態(tài)。每個(gè)處于接收狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的報(bào)文進(jìn)行檢測(cè)，判斷這些報(bào)文是否是發(fā)給自己的，以確定是否接收它。

CAN總線(xiàn)的結(jié)構(gòu)是這樣的。

 CAN總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)很多：

通信速率最高可達(dá)1MB/s（此時(shí)距離最長(zhǎng)40m）。

節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。

采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)。

每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。

通信介質(zhì)可采用雙絞線(xiàn)，同軸電纜和光導(dǎo)纖維，一般采用廉價(jià)的雙絞線(xiàn)即可，無(wú)特殊要求。

節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線(xiàn)的功能，切斷它與總線(xiàn)的聯(lián)系，以使總線(xiàn)上的其他操作不受影響。

FlexRay總線(xiàn)

FlexRay總線(xiàn)是由寶馬、飛利浦、飛思卡爾和博世等公司共同制定的一種新型通信標(biāo)準(zhǔn)，專(zhuān)為車(chē)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)，采用基于時(shí)間觸發(fā)機(jī)制，具有高帶寬、容錯(cuò)性能好等特點(diǎn)，在實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。

FlexRay總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)采取時(shí)間觸發(fā)和事件觸發(fā)的方式。利用時(shí)間觸發(fā)通信時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都預(yù)先知道彼此將要進(jìn)行通信的時(shí)間，接收器提前知道報(bào)文到達(dá)的時(shí)間，報(bào)文在總線(xiàn)上的時(shí)間可以預(yù)測(cè)出來(lái)。即便行車(chē)環(huán)境惡劣多變，干擾了系統(tǒng)傳輸，F(xiàn)lexRay協(xié)議也可以確保將信息延遲和抖動(dòng)降至最低，盡可能保持傳輸?shù)耐脚c可預(yù)測(cè)。這對(duì)需要持續(xù)及高速性能的應(yīng)用(如線(xiàn)控剎車(chē)、線(xiàn)控轉(zhuǎn)向等)來(lái)說(shuō)，是非常重要的。

它采用了周期通信的方式，一個(gè)通信周期可以劃分為靜態(tài)部分、動(dòng)態(tài)部分、特征窗和網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)間4個(gè)部分。靜態(tài)部分和動(dòng)態(tài)部分用來(lái)傳輸總線(xiàn)數(shù)據(jù)，即FlexRay報(bào)文。特征窗用來(lái)發(fā)送喚醒特征符和媒介訪(fǎng)問(wèn)檢測(cè)特征符。網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)間用來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式的時(shí)鐘同步和節(jié)點(diǎn)參數(shù)的初始化。

FlexRay具有高速、可靠及安全的特點(diǎn). FlexRay在物理上通過(guò)兩條分開(kāi)的總線(xiàn)通信，每一條的數(shù)據(jù)速率是10MBit/s。FlexRay還能夠提供很多網(wǎng)絡(luò)所不具有的可靠性特點(diǎn)。尤其是FlexRay具備的冗余通信能力可實(shí)現(xiàn)通過(guò)硬件完全復(fù)制網(wǎng)絡(luò)配置，并進(jìn)行進(jìn)度監(jiān)測(cè)。FlexRay同時(shí)提供靈活的配置，可支持各種拓?fù)?，如總線(xiàn)、星型和混合拓?fù)?。FlexRay本身不能確保系統(tǒng)安全，但它具備大量功能，可以支持以安全為導(dǎo)向的系統(tǒng)（如線(xiàn)控系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)。 

 寶馬公司在07款X5系列車(chē)型的電子控制減震器系統(tǒng)中首次應(yīng)用了FlexRay技術(shù)。此款車(chē)采用基于飛思卡爾的微控制器和恩智浦的收發(fā)器，可以監(jiān)視有關(guān)車(chē)輛速度、縱向和橫向加速度、方向盤(pán)角度、車(chē)身和輪胎加速度及行駛高度的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了更好的乘坐舒適性以及駕駛時(shí)的安全性和高速響應(yīng)性，此外還將施加給輪胎的負(fù)荷變動(dòng)以及底盤(pán)的振動(dòng)均減至最小。

MOST總線(xiàn)

MOST是一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)車(chē)內(nèi)使用而開(kāi)發(fā)的、服務(wù)于多媒體應(yīng)用的數(shù)據(jù)總線(xiàn)技術(shù)。 MOST表示“多媒體傳輸系統(tǒng)”。

MOST 總線(xiàn)利用光脈沖傳輸數(shù)據(jù)。MOST 總線(xiàn)采用環(huán)形 結(jié)構(gòu)。在環(huán)形總線(xiàn)內(nèi)只能朝著一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)。

MOST的傳輸技術(shù)近似于公眾交換式電話(huà)網(wǎng)絡(luò)，有著數(shù)據(jù)信道（Data Channel）與控制信道（Control Channel）的設(shè)計(jì)定義，控制信道即用來(lái)設(shè)定如何使用與收發(fā)數(shù)據(jù)信道。 一旦設(shè)定完成，資料就會(huì)持續(xù)地從發(fā)送處流向接收處，過(guò)程中不用再有進(jìn)一步的封包處理程序，將運(yùn)作機(jī)制如此設(shè)計(jì)，最適合用于實(shí)時(shí)性音訊、視訊串流傳輸。

MOST在制訂上完全合乎ISO/OSI的7層數(shù)據(jù)通訊協(xié)議參考模型，而在網(wǎng)線(xiàn)連接上MOST采用環(huán)狀拓樸，不過(guò)在更具嚴(yán)苛要求的傳控應(yīng)用上，MOST也允許改采星狀（亦稱(chēng)放射狀）或雙環(huán)狀的連接組態(tài)，此外每套MOST傳控網(wǎng)絡(luò)允許最多達(dá)64個(gè)的裝置（節(jié)點(diǎn)）連接。 

MOST總線(xiàn)的組成

 MOST總線(xiàn)的控制單元