车载通信架构 —— 传统车内通信网络MOST总线(光纤传输、专精多媒体)

车载通信架构 —— 传统车内通信网络MOST总线(光纤传输、专精多媒体)

我是穿拖鞋的汉子,魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。

老规矩,分享一段喜欢的文字,避免自己成为高知识低文化的工程师:

屏蔽力是信息过载时代一个人的特殊竞争力,任何消耗你的人和事,多看一眼都是你的不对。非必要不费力证明自己,无利益不试图说服别人,是精神上的节能减排。
无人问津也好,技不如人也罢,你都要试着安静下来,去做自己该做的事.而不是让内心的烦躁、焦虑、毁掉你本就不多的热情和定力。

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文章大体有如下内容:

1、MOST 总线简介

2、MOST 总线拓扑结构

3、MOST 总线通信方式

4、传统汽车总线架构:技术成熟成本低但智能网联趋势下可拓展性低

正文如下:

一、MOST 总线简介

MOST( Media Oriented Systems Transport/面向媒体的系统传输)传输介质为光纤( 有塑料保护罩、1mm内芯的聚甲基丙烯酸甲酯纤维),采用650nm的LED发射器,数据以50Mbaud、双相编码的方式发送,MOST 25的最高数据速率为24.8Mbit/s。与采用铜线的总线技术相比,光纤网络不会受到电磁辐射干扰与影响,抗干扰能力强。

MOST总线是一种面向媒体的系统传输总线,它主要用于车载多媒体系统,为音频、视频、数据和控制信号提供了一个统一的传输介质和通信协议。MOST总线采用光纤作为物理传输介质,能够提供高带宽和抗干扰能力。它支持多个节点之间的实时数据交换,包括车载娱乐系统、导航系统、电话系统等。MOST总线使用同步时分多路复用(TDMA)技术来实现数据的传输和调度,确保各节点之间的数据传输不冲突。

二、MOST 总线拓扑结构

MOST可采用多种拓扑结构,如星形和环形,目前大都采用环形布局, 允许共享多个发送和接收器的数据,一个网络中最多可以有64个结点。接通电源后MOST网络中的所有结点就会同时全部激活。

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MOST总线系统采用环形拓扑结构。某个控制单元通过光导纤维沿环形方向将数据发送到下一个控制单元。MOST总线支持多个节点的连接,最多可达64个节点。同时,它也支持其他连接方式,如星型连接或双环状连接。

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MOST总线的拓扑结构有以下特点:

-> 环形结构:MOST总线采用环形拓扑结构,数据沿着环形网络传输。这种结构具有良好的可扩展性和冗余性,确保了系统的稳定性。

-> 支持多个节点:MOST总线支持多个节点的连接,最多可达64个节点。这意味着可以连接更多的设备和服务。

-> 灵活性:MOST总线支持多种连接方式,如星型连接或双环状连接。这使得它可以根据不同的车型和系统配置的需求进行灵活的配置。

-> 高抗干扰性:由于MOST总线采用光纤作为传输介质,因此具有较高的抗干扰能力和数据传输稳定性。这有助于确保车载多媒体系统的正常运行,提供更安全、便捷的驾驶体验。

三、MOST 总线通信方式

MOST 25总线数据传输使用512kbit的帧和 16 个帧块,帧重复率为 44.1kHz(数字式音频装置的传送频率为 44.1kHz)。除前导码和其他内部管理位,每个帧包含同步、异步和控制数据。 其中同步数据用于实时传送音视频信号等流动型数据;异步数据用于传送访问网络及数据库的数据包;控制数据用于传送控制报文及控制整个网络的数据。

MOST总线是一种基于光纤传输的通信网络,它使用时间触发和事件触发两种通信方式。

时间触发通信:时间触发通信是MOST总线的主要通信方式,它通过将信息按照特定的时间顺序安排在帧结构中进行传输。每个节点都被分配一个固定的时间槽,用于发送和接收信息。这种通信方式具有高可靠性,适用于传输对实时性和确定性要求较高的信息。

事件触发通信:事件触发通信是一种辅助通信方式,它允许节点在特定事件发生时发送信息。例如,当车辆发生碰撞或急刹车时,相关节点会立即发送报警信息。事件触发通信可以提供快速响应和灵活性,适用于处理突发事件和实时控制。

MOST总线采用光脉冲传输数据,利用光纤作为传输介质。它利用时间触发方式保持传输的同步与可预测性,这对于需要高速线控控制的应用非常重要。同时,MOST总线还支持多个节点之间的数据交换,确保了多个设备之间的协同工作。

四、传统汽车总线架构:技术成熟成本低但智能网联趋势下可拓展性低

CAN、 LIN 传统总线短期内难以被替代

目前CAN总线及LIN总线仍是应用最广、最成熟的ECU总线通信方式。由于成本低廉、架构简单且主要用于对于传输速度相对不敏感的领域,短时间内 CAN、LIN总线仍将是车内主流的通信架构,难以出现完美的替代产品。总线架构下随着汽车产销及车内 ECU数量的不断增加,CAN、LIN节点数仍会保持增加态势。

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CAN、 LIN 总线仍是车内应用最多的总线架构

传统总线技术成本低廉且方便快捷

总线技术上个世纪 80 年代问世以来已经经过了30余年的发展与应用,与汽车产业链深度耦合,其可靠性和可实施性已得到充分验证。在汽车中采用分布式控制可以最大程度地利用已有的软硬件资源和成熟的技术方案, 短期内可以有效地降低研发成本并缩短开发周期。

智能网联汽车发展趋势下单车ECU数量飞涨使得传统总线技术的集成复杂度增加,开发难度加大。 分布式总线架构会随着汽车ECU数量的增加而愈加复杂,集成验证更加困难,对OEM的技术能力要求进一步提升。 一个复杂功能如代客泊车的实现,需要多个控制器全部开发完成后进行验证, 其中任意一个控制器出现问题,就可能导致整个功能全部失效。 分布式架构下各个物理子系统之间的相互协作关系十分复杂,各个系统之间需求的平衡以及系统集成的难度很大, 使得开发成本增加。

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