（光学工程专业论文）基于can总线的车身网络实验平台设计研究.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t yo f f o rt h em a s t e rd e g r e e t h ee x p e r i m e n t a lp l a t f o r mb a s e do nt h ec a nb u s t or e s e a r c hb o d yn e t w o r k c a n d i d a t e ：y u g a n g s u p e r v i s o r ：p r o f f e n g s a n g j u n e ，2 0 1 0 f a c u l t yo fe l e c t r o m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a 。5 10 0 9 0 黜 够 摘要 摘要 随着电子技术的飞速发展，汽车上的电子控制单元和电子设备越来越多，传统 的汽车电子控制单元多采用独立控制模式，这使得车内线柬越来越多且布线非常复 杂，从而造成了严重的电磁干扰，降低了系统的可靠性。因此传统的独立控制模式 i 已远远不能满足要求，汽车网络应运而生。 1 l 本文通过比较目前汽车上流行的几种现场总线的性能特点，根据汽车车身网络 系统的研究需要，选择使用c a n 总线，并参照c a n 总线规范c a n 2 0 b ，制定了基于 车身网络的c a n 总线应用层协议。应用层协议的制定主要包括对c a n 帧信息的标识 符定义和数据场的定义。根据信息的紧急程度将所有信息分为6 类，即：故障报警信 息、广播信息、命令信息、报告信息、节点状态信息和数据信息。本文将整个车身 网络系统分为七个节点模块，他们分别为主控节点、车门控制节点，车窗控制节点、 车灯控制节点、空调控制节点、电池节点和监控节点。根据各个节点要发送的传感 器信息，定义各个节点的帧信息数据场。 各个节点的硬件部分电路主要包括数据采集电路和c a n 通讯电路。数据采集部 分主要包括采集开关信号以及温度、电量等模拟量信号。节点主控制器s t c 8 9 c 5 2 在完成数据的采集后，将数据封装成c a n 的帧格式，并经过c a n 控制器s j a l 0 0 0 和收发器m c p 2 5 5 1 发送到c a n 总线上。通过设置s j a l 0 0 0 的相关寄存器的值，接 收节点能接收到总线上的c a n 帧信息，从而实现了c a n 协议的通讯。 本文对车身各节点的硬件和软件进行了设计，制作的节点电路板经过实验测试， 运行可靠，性能稳定，达到了预期的设计要求。设计的车身节点解决方案可作为汽 车上其他节点设计的参考模型。 - 关键词：汽车总线，车身网络，实验平台，c a n a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe l e c t r o n i ct e c h n o l o g y , t h e r ea r em o r ea n dm o r e e l e c t r o n i cc o n t r o lu n i t sa n de l e c t r o n i cd e v i c e so nv e h i c l e t h e t r a d i t i o n a l a u t o m o t i v ee l e c t r o n i cc o n t r o lu n i t sa d o p ti n d e p e n d e n tc o n t r o lm o d e ，w h i c hm a k e s t h ev e h i c l eu s em o r ew i r ea n dw i r i n ga r ec o m p l e x ，r e s u l t i n g i ns e r i o u s e l e c t r o m a g n e t i ci n t e r f e r e n c ea n dr e d u c i n gt h er e l i a b i l i t yo ft h es y s t e m t h u st h e t r a d i t i o n a li n d e p e n d e n tc o n t r o lm o d eh a sb e e ni n a d e q u a t e ，t h eb u sn e t w o r kw a s b o r n t h i s p a p e rc o m p a r e s t h e p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c so fs e v e r a lp o p u l a r b u s a c c o r d i n gt ot h er e s e a r c hn e e d s ，c h o o s et ou s et h ec a n b u sa n d d e v e l o p e da c a nb u sb o d ya p p l i c a t i o nl a y e rp r o t o c o lb yr e f e r e n c et oc a n 2 0 b a p p l i c a t i o n l a y e rp r o t o c o lo ft h ei n f o r m a t i o ni n c l u d e st h ei d e n t i f i e ro ft h ec a n f r a m ed a t a f i e l dd e f i n i t i o na n dt h ed e f i n i t i o n a c c o r d i n gt ot h eu r g e n c yo ft h ei n f o r m a t i o na l l t h ei n f o r m a t i o ni sd i v i d e di n t os i xc a t e g o r i e s ，n a m e l y ：f a u l ta l a r mi n f o r m a t i o n ， b r o a d c a s ti n f o r m a t i o n ，c o m m a n di n f o r m a t i o n ，a d d r e s si n f o r m a t i o n ，t h en o d es t a t e i n f o r m a t i o na n dd a t a t h i se n t i r eb o d ys y s t e mi sd i v i d e di n t os e v e nn o d e si nt h e n e t w o r km o d u l e ，t h e yw e r et h em a s t e rn o d e ，d o o rc o n t r o ln o d e ，c o n t r o ln o d e w i n d o w ，l i g h tc o n t r o ln o d e s ，a i rc o n d i t i o n i n g c o n t r o ln o d e ，t h en o d ea n d m o n i t o r i n gt h eb a t t e r yn o d e a c c o r d i n gt oe a c h n o d et os e n dt h es e n s o ri n f o r m a t i o n ， t h ed e f i n i t i o no fe a c hn o d eo ft h ef r a m ei n f o r m a t i o nd a t af i e l d e a c hn o d ei n c l u d e sd a t aa c q u i s i t i o nc i r c _ a i ta n dc a nc o m m u n i c a t i o n sc i r c u i t s t h ed a t ac o l l e c t i o ni n c l u d e sa c q u i s i t i o ns w i t c hs i g n a la sw e l la st e m p e r a t u r e ，p o w e r a n do t h e ra n a l o gs i g n a l s n o d eh o s t c o n t r o l l e rs t c 8 9 c 5 2d a t ac o l l e c t i o n c o m p l e t e d ，w i l lb ep a c k a g e di n t oac a n d a t af r a m ef o r m a t ，a n dt h r o u g ht h ec a n c o n t r o l l e rs j a10 0 0a n ds e n tt ot h et r a n s c e i v e rm c p 2 5 51c a nb u s r e g i s t e rb y s e t t i n gt h ev a l u eo ft h er e l a t e ds j a l0 0 0 ，r e c e i v i n gn o d e s c a nr e c e i v et h ec a nb u s f r a m ei n f o r m a t i o ni no r d e rt oa c h i e v et h ec a np r o t o c o lc o m m u n i c a t i o n s t h i sp a p e rh a sd e s c r i b e dt h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r ed e s i g no fc a n n o d ei n d e t a i l t h em a k i n gn o d ec i r c u i tb o a r dt h r o u g ht h ee x p e r i m e n t a lt e s ti sr e l i a b l e ， h 摘要 s t a b l ep e r f o r m a n c e ，t oa c h i e v et h ed e s i r e dd e s i g nr e q u i r e m e n t s t h eb o d yd e s i g n s o l u t i o n sc a nb en o d e so fo t h e rn o d e sa se a rd e s i g nr e f e r e n c em o d e l k e y w o r d ：v e h i c l eb u s ，b o d yn e t w o r k ，e x p e r i m e n t a lp l a t f o r m ，c a n i i i 广东t 业人学硕l ：学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 目录i v c o n t e n t s v i i 第一章绪论1 1 1 课题的研究目的和意义1 1 2 汽车电子技术的发展1 1 3 汽车总线应用现状2 1 3 1a 类总线3 1 3 2b 类总线4 1 3 3c 类总线标准4 1 3 4d 类总线标准6 1 4 主要工作7 第二章c a n 协议技术规范分析8 2 1c a n 总线的基本特点8 2 2c a n 总线的分层结构一9 2 3c a n 的帧类型和帧结构1 0 2 4c a n 总线的错误处理1 3 2 5 本章小结1 4 第三章系统硬件的设计1 5 3 1 系统总体方案设计1 5 3 2 主要器件的选择和确定1 6 3 2 1 主控制器的选用1 6 3 2 2c a n 控制器的选用1 6 3 2 3c a n 收发器m c p 2 5 5 1 1 9 3 3 系统基本电路的设计2 1 3 3 1 电源的电路设计2 1 3 3 2c a n 节点电路2 2 i v 目录 3 3 3c a n 节点与p c 机接口电路2 4 3 3 4 各节点的复位电路2 5 3 4 各节点电路设计2 5 3 4 1 开关量的检测2 5 3 4 2 模拟信号的a d 转换2 7 3 4 3 模拟量信号的的调理2 8 3 5 本章小结3 0 第四章应用层协议的制定3 2 4 1c a n 数据帧应用格式的制定3 2 4 2 节点i d 分配3 3 4 3c a n 节点信息流向设计3 4 4 4 各应用节点数据帧数据格式3 5 4 5 本章小结3 9 一 第五章系统软件设计4 0 5 1 系统软件开发工具4 0 5 2 节点的程序设计4 0 5 2 1 节点的初始化4 0 5 2 2 发送程序设计4 2 5 。2 3 接收程序设计4 4 5 3 软件可靠性设计一4 5 5 4 本章小结4 6 第六章系统模拟实验一4 7 6 1 实验设备和实验框图一4 7 6 2 实验步骤设计4 8 6 3 实验结果分析5 1 总结与展望5 2 全文总结5 2 工作展望5 2 参考文献5 3 攻读硕士学位期间发表的学术论文5 6 v 广东工业大学硕卜学位论文 量昌詈昌| 昌昌昌詈詈置_ _ 昌暑置量毫皇皇詈詈詈暑詈皇詈目皇葺| 鲁暑昌詈詈皇皇暑詈暑皇置詈昌昌詈鲁詈暑= 詈詈暑皇皇詈暑皇皇皇_ 皇鼍詈| 昌鲁晕暑暑昌暑詈皇置置詈i i i 詈皇鼻e 暑量暑昌一 独创性声明5 7 致谢5 8 v l c o n t e n t s c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t i a b s t r a c t i i c h i n e s ec o n t e n t s i i i c o n t e n t s v i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1p u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo fr e s e a r c ht o p i c s 1 1 2d e v o l o p m e n to f a u t o m o t i v ee l e c t r o n i c 1 1 3a p p l i c a t i o no fc a r - b u s 2 1 ：；1c l a s sab u s 4 1 3 ：! c l a s sbb u s 4 1 ：；：；c l a s scb u s 5 1 ：；。4c l a s sdb u s 6 1 4m a i nt a s k 7 c h a p t e r 2c a n p r o t o c o ls p e c i f i c a t i o n 8 2 1t h eb a s i cc h a r a c t e r i s t i c so fc a nb u s 8 2 2c a nb u sh i e r a r c h y 9 2 3c a nf r a m et y p ea n df r a m es t r u c t u r e 1 0 ：! 4c a nb u se r r o rh a n d l i n g 1 3 2 5c h a p t e rs u m m a r y 1 4 c h a p t e r3s y s t e mh a r d w a r ed e s i g n 1 5 ：i 1t h eo v e r a l ls y s t e md e s i g n 15 3 2s e l e c t i o na n di d e n t i f i c a t i o no f m a j o rc o m p o n e n t s 1 6 3 2 1s e l e c t i o no ft h em a i nc o n t r o l l e r 16 3 2 2c a nc o n t r o l l e rs e l e c t i o n 16 3 2 3c a nt r a n s c e i v e rm c p 2 5 51 19 3 3b a s i cc i r c u i td e s i g ns y s t e m 2 1 3 3 1p o w e rc i r c u i td e s i g n 2 1 3 3 2c a nn o d ec i r c u i t 2 2 v i i 广东工业大学硕十学位论文 3 3 3c a nn o d ew i t ht h cp c - c o m p u t e ri n t e r f a c ec i r c u i t 2 4 3 3 4n o d e sr e s e tc i r c u i t 2 5 3 4n o d ec i r c u i td e s i g 2 6 3 4 1s w i t c ho fd e t e c t i o n3 4 2a n a l o ga dc o n v e r s i o n 2 6 3 4 2a n a l o ga dc o n v e r s i o n 2 7 3 4 3a n a l o gs i g n a lc o n d i t i o n i n g 2 8 3 5c h a p t e rs u m m a r y 3 1 c h a p t e r4a p p l i c a t i o nl a y e rp r o t o c o ls e t t i n g 3 2 4 1c a nd a t af r a m e sf o r m a ts e t t i n g 3 2 4 2n o d ei da s s i g n m e n t 3 3 c o n t e n t s o r i g i n a ls t a t e m e n t ! ；7 t h a n k s 5 8 i x l - 一 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题的研究目的和意义 从2 0 世纪7 0 年代起，电子技术开始普遍应用到汽车上，并逐渐演变为汽车关 键技术。3 0 多年来，各种车用电子控制装置应运而生，逐渐促成了汽车电子控制系 统的概念。汽车电子技术在显著改善汽车各项性能的同时，也潜移默化地影响了人 们理解汽车的方式。对现代社会而言，汽车早已超越了“交通工具 的单纯概念， 倒越来越像是一种“载体 与时俱进地表现出当代科学技术的最高发展水平。特别 是在近1 0 年，汽车电子系统不断融入网络、多媒体、无线通讯等来自电信科技的新 理念，让人们体会到了前所未有的操作便利与乘用乐趣。车载网络就是在这种背景 下崭露头角，迅速成为当今汽车技术最为重要的发展方向之一，代表着汽车电子技 术今后发展的主流1 1 1 。 然而长期以来，国内在这方面却是一片空白。目前我国已加入w t o 近1 0 年， 特别是最近两年，受国际金融风暴的影响，国内汽车行业正面临来自国外的严峻挑 战。尤其是在车载网络领域，由于它的国际市场还处于自由竞争时期，国外的车用 总线开发商都希望抢占和控制中国一这个世界上还未被开发的巨大的汽车潜在市 场。另外，国内汽车工业经过二十多年的合资，积累了一定的经验，对自主开发的 要求也日益提高，在车载网络通讯方面，如果不掌握基础核心的通讯协议，自主开 发等于无从谈起。在这种背景下，国内的汽车公司包括合资公司都在进行一些这方 面的研究。在这种形势下，我国有必要全面了解借鉴国外先进的车载网络技术，并 争取尽快开发出具有自主知识产权的产品，以保证国产汽车的信息化事业健康顺利 地进行。因此，在国内开展与车载网络有关的研究工作具有十分重大而又深远的意 义。 1 2 汽车电子技术的发展 如今的汽车行业不再是一个纯粹的传统行业，在某种程度上，是一个集机械、 电子、通讯等为一体的高科技产物。据美国s t r a t e g ya n a l y t i c s 调查公司与德国 s i e m e n sv d o 公司推测，汽车电子部分的增长在汽车中的比例越来越大，到2 0 1 0 广东下业大学硕十学位论文 年将增加到3 5 左右，未来中国汽车电子行业的发展潜力十分巨大【2 1 。汽车电子技 术的形成与发展主要为如下三个阶段【3 】： 第一阶段：从2 0 世纪6 0 年代中期到7 0 年代末期，主要是从技术革新着眼， 应用电子装置改善部分机械部件的性能，如燃油喷射控制、车载收音机、发电机硅 整流器等。这些革新往往是针对汽车各部件完成相对独立的自动控制功能。 第二阶段：从2 0 世纪7 0 年代末到9 0 年代中期，汽车电子技术开始形成。主 要特点是在汽车大部件及至总成的设计和生产中，应用电子装置解决机械部件所无 法解决的复杂问题，如自动变速系统、制动防抱死系统、电子仪表群等。 第三阶段：从2 0 世纪9 0 年代末期，预测到2 0 1 5 年，汽车电子作为工程技术 已经成熟。汽车电子学也就在这一时期诞生，它是一门机电一体化的多学科的特色 鲜明的新兴边缘学科。它由第一和第二阶段的“机械功能替代 或“增添式”的设 计思路和方法转变为“机电一体化 的汽车整体设计思想，重视总体、系统。在这 一时期开始使用3 2 位微处理器，汽车电子技术开始广泛应用计算机网络与信息技 术，汽车更加自动化、智能化。 1 3 汽车总线应用现状 美国汽车工程师协会( s a e ) 根据速率的不同，将汽车网络划分为a 、b 、c 、d 四类，如表1 - 1 。 表1 1 汽车网络分类 而6 l e1 2c h a r a c t e r i s t i c so fm a i nv e h i c l en e t w o r k s 类别对象 位速率( k b p s 1 应用范围 面向传感执行器控制的低速 电动门窗、座椅调节、灯光照明等 a1 - 1 0 网络控制 面向独芷模块间数据共享的电子车辆信息中心、故障诊断、仪 bl 肛1 2 5 中速网络表碌示、安全气囊等系统 面向高速、实时闭环控制的多 悬架控制、牵引控制、发动机控制、 c 1 2 5 l o o o 路传输嘲络a b s 等系统 血向多媒体设备、高速数据流c d 播放机、v c d d v d 播放机、 d 2 5 0 传输的高性能网络液晶显示等设备 2 第一章绪论 如果综合考虑功能和位传输速率等因素，现有的汽车总线还包括多媒体信息系 统总线、安全总线和诊断系统总线。表1 2 为主要车载网络的基本介绍【4 1 。 表1 2 主要车载网络的基本情况 t ，出l e1 2c h a r a c t e r i s t i c so fm a i nv e h i c l en e t w o r k s 最高速率 名称概要组织，推动单位 ( b i f f s ) 车身动力传动系统控制用的l a n 协议，可能成为世界 c a n l m b o s c h 公司( 开发) i s o 标准的车载网络协议 v a n 车身系统控制用l a n 协议，以法国为中心 l mi s o j 1 8 5 0 车身系统控制用l a n 协议，以美国为中心 4 1 6 k f o r d 公司 l i n 车身系统控制用l a n 协议，液压组件专用 2 0 k l i n 协议会 i d b c 以c a n 为基础的控制用l a n 协议 2 5 0 ki d m 论坛 重视安全、按用途分类的控制用l a n 协议，时分多路 t t p c2 m 1 r i t 计算机技术公司 复用( t d m a ) 重视安全、按用途分类的控制用l a n 协议，时间同步 t r c a nl m b o s c h 公司c i a 的c a n 重视安全、按用途分类的控制用l a n 协议，通用时分 b y t e f l i g h t l o m b m w 公司 多路复用( t d m a ) 重视安全、按用途分类的控制用l a n 协议b m w 公司、d a i m l e r f l e x r a y 5 m c h r y s l e r 公司 音频系统通信协议，将d d b 作为音频系统总线采用光 d d b5 6 m c & c 公司 通信 信息系统通用协议，以欧洲为中心，由c h r y s l e r 与b m w m o s t 2 2 5 mm o s t 合作组织 公司推动 l e e e l 3 9 4 信息系统通信协议，有转化为l d b l 3 9 4 的动向 l o o m 1 3 9 4 工业协会 1 3 1a 类总线 从目前的使用现状来说，a 类总线【5 】主要有t t p a 和l i n 。t t p a 协议最初由 维也纳工业大学制定，为时间触发类型的通信协议，主要应用于集成了智能变换器 广东t 业大学硕十学位论文 的实时现场总线。它具有标准的u a r t ( 异步收发器) ，能自动识别加入总线的主节 点与从节点，节点在某段已知的时间内触发通信，但不具备内部容错功能。 l i n 网络创始于1 9 9 8 年，由m o t o r o l a 、b m w 、d a i m l e r - c h r y s l e r 、v o l k s w a g e n 、 v o l v o 和v o l c a n o 所组建的联营企业创建。分别于2 0 0 0 年1 1 月和2 0 0 3 年9 月发 布l i n l 2 规范和l i n 2 0 规范。l i n 协议的创建是为了将元件多个从系统与一个保 证网络节奏的主系统连接起来。在l i n 网中只有主系统有发言权，传输内容包括两 项：命令从系统和反馈从系统的状态。l i n 协议统一规定了一些可能在网上碰到的 故障，这些故障在实施过程中由l i n 协议控制器表现出来，而且由l i n 协议控制器 来决定采取相应的措施【6 】。 1 3 2b 类总线 b 类总线【7 8 】主要有三种：v a n 、j 1 8 5 0 和低速c a n 。 v a n 标准是由法国p e u g e o t c i t r o e n 、r e n a u l t 和j a e g e r 公司联合开发的通信 协议，主要用于车身系统。v a n 网的基本结构有三种：多主系统、主从系统和混合 系统。v a n 网拥有三种可行的传输模式：定时传输模式( v a n 网定期向网络传送 信息) ，事件传送模式( 适用于传输v a n 网信息数据交换) ，混合模式( 定时模式 和事件模式的混合) 。 j 1 8 5 0 总线是1 9 9 4 年由s a e 所颁布的标准，之后普及运用于美国车厂的汽车 中，由于j 1 8 5 0 的实际运用混乱，因此已被c a n 网络代替。 c a n 是德国b o s c h 公司从2 0 世纪8 0 年代初，为解决现代汽车中众多的控制与 测试仪器之间的数据交换问题而开发的一种串行数据通信协议，能够有效地支持具 有高安全等级的分布实时系统。c a n 也是最有名的、也最早成为国际标准的汽车总 线协议。c a n 是一个多主机系统，所以它设计了高效率的仲裁机制来解决传输冲突 问题，具有高优先级的系统总能优先得到总线的使用权。c a n 还同时使用了其它一 些防错手段，能够判断出错的节点并及时关闭之，这样就在很大程度上保证了总线 的可靠性。 c a n 总线凭借其突出的可靠性、实时性和灵活性已从众多总线中突显出来，成 为世界接受的b 类总线的主流协议。 1 3 3c 类总线标准 c 类总线9 l 主要包括t t p 、t t c a n 、高速c a n 和f l e x r a y 。都用于与汽车安全 相关以及实时性要求比较高的地方。 4 第一章绪论 t t p 和t t c a n 协议都由维也纳工业大学研发，t t p 管理组织t t a g r o u p 成员 包括a u d i 、s a 、r e n a u l t 、n e c 、t t c h i p 、d e l p h i 等。t t p 协议对所有的节点采用 t d m a 的网络通道分配方式，即所有节点在一个周期内都会传输数据至少一次。整 个系统采用统一的时间标准，所有的节点都存有预先定义的时间表，一旦传输数据 和时间表发生冲突则认为节点错误。只要一个节点有一次错误，那么该节点将退出 通信网络，确保网络不受错误节点的干扰。t t p 将网络成员检查服务也定义在协议 中，确保网络中没有可疑的节点。这些虽然限制了该协议的灵活性，但确保了它的 高安全性。 t t c a n 由c a n 发展而来，数据格式和c a n 兼容。它定义了一个时间周期， 在此周期内又有多个时间间隔，有些时间间隔专用于特定的网络节点( 无需仲裁) ， 其余间隔类似普通的c a n 协议。其特点是保留了和传统c a n 网络的兼容，同时又 具有时间驱动的优点。然而，t t c a n 不能提供比c a n 更高的传输速率，在容错性 方面也没有明确的设计说明。 就目前来说，高速c a n 总线在汽车动力总成中占了8 5 的市场份额，截至2 0 0 8 年全球主要汽车生产厂商生产欧i i i 欧排放标准以上的汽车后，采用c a n 总线的 汽车超过9 5 。 然而作为一种事件驱动型总线，c a n 无法为下一代线控系统提供所需的容错功 能或带宽，因为x b y - w i r e 系统实时性和可靠性要求都很高，必须采用时间触发的 通讯协议，如t t p 或f l e x r a y 等，由于对实时性和可靠性要求大大提高，t t p 与 f l e x r a y 将显示出优势，其竞争结果也将逐渐明朗。 f l e x r a y 是b m w 、d a i m l e r - c h r y s l e r 、m o t o r o l a 和p h i l i p s 等公司制定的功能强 大的通信网络协议。f l e x r a y 利用两条独立的物理线路进行通信，每条线路的数据 速率为l o m b s ，两条通信线路主要用来实现冗余，因此消息传输具有容错能力，也 可以利用两条线路来传输不同的消息，以使数据吞吐量加倍。f l e x r a y 支持t d m a ( t i m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) 访问方式。它将通信过程划划分成时间片，在时 间片上，控制器按照一定要求或访问条件访问网络媒体，f l e x r a y 的一个通信周期 由静态和动态两个部分构成。其中静态和动态任意一个部分可为空，因此一个通信 周期有三种形式：纯静态、纯动态和静态动态混合。在一个通信周期内，静态部分 有优先访问总线权，静态部分为一系列时间片，每一个时间片长度相同，在每一个 时间片内，最多只允许有一个控制器向通道上发送一个信息，信息要按照固定的、 广东工业大学硕十学位论文 事先定义的t d m a 方式传送。静态部分传送的信息在通信开始时就应组合好，传送 数据的最大量不能超过固定的长度。动态部分用作事件信息通信，它可以在运行时 出现，且要求带宽可变。动态部分中，各节点利用信息帧d 中定义好的优先级竞 争带宽。f l e x r a y 中使用的访问方法是基于时钟同步的【1 0 】。f l e x r a y 使用一个分布式 时钟机制，每一个节点通过时钟同步算法，来使自身的局部时钟与系统的总体时钟 同步。 德国b m w 公司已于2 0 0 6 年下半年将f l e x r a y 网络应用于新款车型中。继b m w 之后，a u d i 、d a i m l e r - - c h r y s l e r 以及g m 公司都开始着手应用工作。d a i m l e r - c h r y s l e r 公司正在探讨制动、悬挂、传动系统以及车辆基础网络的应用工作。g m 公司对提 高可靠性的双重网络系统以及网络结构的简单化表现出了浓厚的兴趣。 1 3 4d 类总线标准 d 类总线一度被称为多媒体总线，随着汽车信息娱乐系统的兴起，它近期才被 纳入s a e 对总线的分类范畴之中。信息娱乐系统既包括了一些传统设备，比如车载 收音机、电话和电视等，也融入了一些基于数字化音像与宽带网络的新装置，比如 车载计算机、全球定位系统g p s ( g l o b a lp o s i t i o ns y s t e m ) 和语音识别及指令系统等。 所以，d 类总线的带宽范围相当大，用到的传输介质也有好几种。针对这种情 况，d 类总线又被划出低速、高速和无线三大范畴，分别对应于s a e 中的i d b c ( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e md a t ab u s c a n ：基于c a n 的智能交通系统数据总 线) 、i d b m ( i d b m u l t i m e d i a ：智能交通系统多媒体数据总线) 和i d b w i r e l e s s ( 基 于无线通讯方式的智能交通系统数据总线) 1 1 - 1 4 ( 1 ) 低速多媒体总线，比如i d b c ，在汽车信息娱乐系统中多用来进行远程诊断 或传输通用信息。i d b c 具有c a n 的数据格式，位速率为2 5 0 k b s 。由于成本低廉， 它有望成为汽车行业的内部标准，并且可能被用到以o e m ( o r i g i n a le q u i p m e n t m a n u f a c t u r e r ：原始设备制造商) 方式生产的汽车中。 ( 2 ) 高速多媒体总线，主要被汽车信息娱乐系统中的高档音像设备用来进行音频 和视频数据流的实时传输，因此它们的物理链路一般都使用光纤。这类总线的主流 标准除i d b m 外，还有d 2 b ( d o m e s t i cd i g i t a lb u s ：家用数字总线) 、m o s t ( m e d i a o r i e n t