汽车分布式控制多路复用系统及其通信协议「精编推荐].doc

注乡分布式據弼多路复用養诜员典逼禧紡仪1.汽车上采用多种多路复用系统的原因及典型的多路复用系统通信芯片版本在汽车上采用多路复用通信系统是电子控制汽车的一项必须技术，世界各大汽车公司和半导体公司近年来都在设置、应川和不断 地开发此项技术各个汽车公司设置的多路复用系统的通信芯片版本不同，例如雷诺和标致公司的RCP VAN通信芯片有双缓冲器，而大众公司的 U5001M PRD1018通信芯片的集成电路所要求的附加软件和硬件均最 少——没有CRC（循环冗余校验）等因此，ISO、SAE和JSAE等标准 化组织为各大汽车公司推荐和制定了各自的多路复用系统通信协议 标准，不同的通信协议对信息传输顺序、格式和内容等均有不同的 约定到目前为止，世界上尚无一个可以兼容各大汽车公司通信协 议的通用标准，也就是说，想用某个公司的通信协议取代其他公司 的协议，是很难做到的，因此，在汽车上就形成了多种类型的多路复用系统共存的局面目前汽车上应用的典型通信芯片版本有8种此外，还有多种 因篇幅所限不能全部阐述的其他协议，如宝马公司(BMW) 1994年提出 的增强型通信协议，该协议的技术关键在于采用集成局部控制器 (LCU)和数据压缩(DC)算法一一整个数据块的传输时间较无数据压 缩时减少约2/3,这样，在不增加物理波特率的前提下，减少了总线 负载和信息响应时间，与此同时增加了信息转换速率。

另外，在发 送器和接收器中，编码表不会发生“失同步”；阿尔法•罗密欧公司 的DAN集中式网络协议；卢卡斯(Lucas)公司的光学分布式星形藕合 器系统；日立公司的集中式光学单纤维双向通信；飞利浦公司的D'R 分布式网络协议等8种通信芯片版本见表lo表1典型通信芯片版本通用芯片版本推荐或实施的主要汽车公司、电子公司及标准组 织AN82526-Q8841奔驰、英特尔、波许、英特尔日本公司、JSAE、 IS0/TC22/SC3/WG1 等PCA82C200 版本 0飞利浦、波许等U5001M-PRD1018大众RCP VAN雷诺、标致、IS0/TC22/SC3/WG1 等IIBCC REV BB福特、SAEJ1850标准的数据交换控制部等J002马自达、SAE等DLCS03通用-徳尔柯CDP68HC68S1克莱斯勒、SAE等2.典型通信芯片版本的通信协议的名称及匹配的“CPU”类型8种典型的通信协议名称及匹配的CPU类型见表2除了AN82526-Q8841 (CAN)和REV BB(HBCC)通信芯片因采用不同的总线和接口而匹配不同的CPU外，其他6种通信芯片皆各对应一种CPUo表2 典型通信芯片版本的通信协议及匹配的CPU通信协议通信芯片CPU类型CANAN82526-Q8841波许总线Intel 8051古川*总线H8/532Basic CANPCA82C200 版本 0HD63B03YABUSU5001M PRD1018Intel 8051VANRCP VANIntel 8051Philips 87C51HBCCREVBB并行接口HD6301M1串行接口MC68HC11PALMNETJ002HD6303YDLCSDLCS03MC68HC11C2D (CCD)CDP68HC68S1MC68HC113.分布式控制多路复用系统的CPU与通信芯片之间的电路配置上述8种多路复用系统中因通信芯片AN82526-Q884KCAN)匹配 两种总线接口，另外，REVBB(IIBCC)分为并行和串行两种接口，因此, 可以出现如图1所示的10种电路配置。

4. 典型通信协议的信息格式图2对8种典型通信协议的信息格式作了归纳、评价和比较 具有碰撞检测功能的载波感知多路存取(CSMA-CD)用于被评价的所 有总线的存取控制对于125kbps以下的数据传输速率，推荐有多种位编码，如PWM、 不归零NRZ、曼彻斯特(Mancheste"和可变脉宽调制VPW等(4种编 码的解释后述)；而对于超过125kbps传输速率的位编(I) CAN匹配波许 (BOSCH)总线接口 80S1⑺CAN匹配古川(FURUKAWA)总线接怙译码器CSCAWUE ID EHTFT(3)基本CANHD63B03TBasic CARP67P68P65P64P63P62P61P«0TWJP96P57P55AD7AD6AD5AD4AD3 AD2 AD1 ADOTRT ID TOALE US(5) VAN 87C51PLEWPO.O P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7WBRD IMTO P2.7图 1 CPU■>译码器RSO⑹RS2BS3器路B4B5器HRRDIRQCSH8/532(«) ABUS80517^543210 54321098多路分 解器 译码器X3ADO ADI AD2AD3104W5 IMAD7ALE TO WABUS译码器T3UALE NRD HWR NIRQ与通用芯片之间的10种电路配置(a)码，只有不归零NRZ。

图中的CAN协议是NRZ的子集通过使用位塞 入，有可能将AC耦合在总线上，这就赋予CAN协议具有高的抗噪声 干扰能力，对于有接地偏移的情况尤其明显⑹HBOC—并行接口“>HBCC申行接口HBCC MC68HC11HBCCADDRESS A0 - A7HD6301M1ADDRESSA8 - A1STUT R/W AS译码器DATDO(9)译码器(8) P4UUQTP6000pfiiniP62反 _ A< >D2P63W ・D3p64< >D4P65W 步05P66 >D6P67W >D7P55P54 >册P52■■ 1 >I7UPibqUwirnvP56 >CLRHD63O3T PALMKETnrrSBCVD SXMTD SCLX 饰SCUC >SCLKMISO厶 一 _SOMIMOSISIMOport—》csIRQ< TNTreset RSTMC68HC11DLCS(10)译码器MISOXMITMOS IRECSCKe SCK?0 IKQIDEEPl CONTROLP7—k v-t_NODESS~4 rUSMC68HC11图1 CPU与通用芯片之间的10种电路配置(b)5. SAEJ1850、J2178和J2201标准的含义及其与第二代随车诊断系统 (OBD-U)的关系SAEJ1850是用于汽车B级数据通信的中等通信速率标准。

J1850 串行数据链路对于不同速度的通信速率规定了两种编码格 式：10. 4kbps的通信速率川于转换速率受限制的单线系统的可变脉 宽调制编码VPW；41. 6kbps的通信速率用于常规的脉宽调制编码PWM协议名称通信芯片版本传输速率 和位编码信息格式CAMAN82526 -Q8841Basic CANABUSVANHBCCPALMNETDLCS1 MbpsTTnOTIFTHTPCA82C200 V”. 0U5001M PRD1018RCP VANHBCC REV BBJ002不归零（NRZ）十 位塞入20 kbps不归T（NRZ）十 位塞入500 kbps不归零（NRZ）50 kbps曼彻斷持或 增强型曼彻斯特Da*• •vE0F•0-81572 ■•«••• • • ••ostAkf BIT (*)NIZATIOH BITNU/D (CONTROLBIT)iuswrtFiEROAtXBIT 0BIT 111/02/B1116I141.6 kbps脉宽调制（PWM）20 kbps脉宽调制（PWM）10.4 kfepsDLCS03 —可变脉宽调初 (VPW)7.8125 kbpsCDP68HC6BS1不归零（NRZ〉iDtrh'it [ERTOffwrerLtC~ DATA£ 0F1 F S1012 ■4*0-B158IPKIUR1TY a TYPEDEbriKAllUN PHYSICAL ADDRESS5UUKUE ADDRESSDATA BYTEt 0 DACKK 0 MBB8•1-T1•r22.TKimmrkEiXmoC IDENTIFIERiutrfritiERvAlid厂INVALIDDATAA. CK481615M2m0MPRIORITY^ /FORMATFUNCTION IDsWNUt IDsEUMMkY. FUNCTIONIDDATACKU2：1B880-5682.5aIDBKTIFIERb TADATA \b T Pb TADATA NS TPEKRTOTo1811"81B10图2 8种通信协议的信息格式各条信息格式中的内容注释：SOF—帧起始；IDENTIFIER—标识符；RTR—请求接收；CONTROL—控 制（位）；DATA一数据（位）；CRC-循环冗余校验；DEL—删除；ACK—确认； EOF—帧结束；IFS—帧间间隔；START BIT—起始位；SYNCHRONIZATION BIT—同步位；NC/D—控制位；STOP BIT—终止位；COMMAND—命令；LLC —逻辑链路控制；FCS—帧校验序列；EOD—数据结束；SOM—信息开始； PRIORITY&TYPE—优先型式；DESTINATION PHYSICAL ADDRESS—H 的 物理地址；SOURCE ADDRESS—源地址；DATABYTE—以字节表示的数据； £OM—消息结朿；PRIORITY一优先（位）；NETWORK/IDENTIFIER一网络标识 符; VALID/INVALID —有效 / 无效；PRIORITY/FORMAT—优先 / 格式；PRIMARY FUNCTION ID 级功能标识符；SOURCE ID—源标识符；SECONDARY FUNCTION ID—二级功能标识符；STA—起始；STP-停什； ERR—错误校验J2178是川于进一步说明J1850B级网络信息结构和数据字段的 推荐实施标准。

与J1850的区别是，J1850叙述B级网络的接口硬件、 基本的协议定义、电气规范、冗余循环校验和校验字段；而J2178 叙述的是信息中。