一、VAN-CAN双网结构类型
1.典型的多路传输系统的基本结构
参见图1-67。
2.结构类型的发展历程
法国雪铁龙汽车公司最先开发的车载VAN舒适网,主要连接对象是汽车音响、照明系统、导航系统和显示屏,主要应用车型有赛纳车型和萨拉毕加索车型等。
到了雪铁龙C5轿车,则出现了新的VAN-CAN双网并存的网络结构(参见图1.68和图1-69),其目的是为了满足更多功能和更高的舒适度享受的高级车辆。
例如,CAN内部系统网络的应运而生就是为了满足发动机、变速器和底盘的各项功能。VAN舒适网则是为了兼容以下性能如:彩色屏幕的导航仪、更高级别的车辆收放机、更高级别的空调等。而新增添的VAN车身l和VAN车身2两个网则是为了符合车身外部设备以及座舱的功能要求如:前部的安全气囊、转向盘下转换模块、视觉设备、车门、天窗、雨水传感器、座位记忆盒等等。这两个网的传输速率为62.5kbit/s。开发这两个车身网的主要目的为了识别网络中的安全功能。VAN网和CAN网布置方式有所不同,可参见图1-70。VAN-CAN双网的线路接口和网络协议控制器的作用见图1-71。
在VAN-CAN双网结构中,其具体的构成如下:
①短信息高速率的CAN内部系统网络适用于机械功能、发动机和底盘,为多主系统网络(所有电脑都有优先发送本地请求的权利):速率=250kbit/s(速率提升,速度在一定范围内的变化可以导致状态的改变);短信长度最多为8个字节。
②长信息中速VAN舒适网适用于仪表、收放机、空调控制、导航系统等等的显示功能(显示系统共享),为多主控式网络,适用于交互式功能。主系统:BSI,125khit/s的典型速率,适用于舒适设备的信息长度最多为28个字节。
③低速率低成本的VAN车身网1和车身网2两个网,运行的稳定性好,适用于安全气囊,前照大灯,车门,车门玻璃,座椅,微粒过滤器,转向盘等等,其主一从网络没有以前复杂,但是更加有决定性。主系统:BSI,62.5kbit/s的典型速率,信息长度最多为28个字节。
④诊断网。连接速率为10.4kbit/s的K线连接实现制造商控制系统诊断,及系统间电控单元法规强制诊断。K线与BSI的连接速率为10.4kbit/s,其扮演的角色就是车身网电脑和舒适网电脑之间连接时的数据通道(VAN诊断在舒适网中达到125kbit/s,VAN诊断在车身网中达到62.5khit/s)。
二、全CAN网结构构成
随着车载电子技术的不断发展,越来越多的车型采取新型的全CAN网结构系统。
这种新型的技术具有以下特性:
①CAN内部系统网的速率为250~500kbit/s。
②VAN舒适网将会被CAN舒适网取代,其速率为125kbit/s。
③VAN车身1和VAN车身2两个网将会被一个单独的CAN车身网所取代。同样,以前通过ISO 9141连接(K线)方式及诊断工具通过BSI对CAN网上所有电脑进行诊断的方式已被取消。这个设在:BSI和诊断仪中间的K线将被500kbit/s的CAN网所取代。
④8×8位字节数据区域。
⑤高速率信息传输。
⑥无降级模式(CAN低速网络除外)。
⑦信息交换类型:主系统一主系统。
全CAN网结构构成如下(参见图1-72、图1-73和图1-74):
①短信息高速率的CAN内部系统网络适用于机械功能、发动机和底盘,为多主系统网络(所有电脑都有优先发送本地请求的权利),速率=500kbit/s(速率提升,速度在一定范围内的变化可以导致状态的改变),信息长度最多为8个字节。
②车身/舒适(CAN-LS)网,中速网络,适用于车身和座舱功能(代替VAN网功能),交互功能的多主系统网。主系统:BSI,125kbit/s的典型速率,信息长度最多为7个/8个字节。
③诊断网:系统间电脑的定期诊断连接K速率达到1O.4kbit/s。对生产厂家的诊断仪而言,CAN诊断网与BSI连接速率达到500kbit/s,其扮演的角色就是某些系统内部网的数据的通道。
CAN诊断网与BSI的连接速率为500kbit/s,其扮演的角色就是车身网电脑和舒适网电脑之间连接时数据通道(CAN诊断网在车身CAN网和舒适CAN网上的速率达到125kbit/s。全CAN网的信号见图1-75。
1.系统内部网、车身网、舒适网和诊断网的比较
(1)VAN-CAN双网中
VAN-CAN双网结构中的各种网见表1-2。
(2)全CAN网结构
全CAN网络的性能总结如表1-3所示。
2.中央控制部件:BSI(智能服务器)
(1)BSI的演变历史
BSI作为汽车车载电脑网络的系统中枢,是名副其实的“思维大脑”。它配置有一个有软件控制的微处理器,并负责对接收的信息进行编码,然后以二进制形式发送指令。BSI的功能也在不停的升级。在VAN-CAN双网系统中BSI起着越道角色。见图1-76。法国车系基本采用这类结构。
(2)重新组合后的BSI功能总结
使用微处理器之后,BSI的计算能力也一直在不断提高,BSI内置的功能数目的增加是为了简化其他的外围电脑并降低其成本,如图1-77和图1-78所示,例如空调渊节的计算方法已经纳入BSI,并由它给空调提供运行指令。
(3)针对全CAN网的BSI演变
从电路角度来看,从VAN-CAN双网到全CAN网的突然转变,使得BSI接受了一部分的修改。VAN舒适网和VAN车身网1和车身网2已经完全转变成为CAN舒适网和独立的CAN车身网。具体参见图1-79。
BSI具体演变如下:
1)车身网络演变:
车身网络变化的策略是从BSI和电脑之间的主/从系统型的问与答的交互模式过渡到多主系统的交互模式,尽管重组这两个车身网络可能会对网络运行的稳定性产生一定的影响,但是这样可以更好的兼容CAN协议。
在同一个车身网络上可以连接的电脑如下:
①安全气囊、转向盘下转换模块,发动机室伺服盒(车身1网)。
②车门、车顶天窗、雨水传感器,座椅(车身2网)。
2)舒适网络演变:
CAN舒适和CAN车身这两个网采用低速容错CAN技术,正如其名所言,可以允许两条通信线路中其中一条突然出现故障。这一选择符合运行稳定性的标准,是为了达到VAN协议中涵盖的所有可以出现物理型故障。
3)内部系统网络演变:
CAN内部系统网络采用的速率为500kbit/s,而以前网速是250kbit/s,主要是因为内部系统里的电脑远程加载占用了大量的时间。
4)诊断连接演变:
目前的诊断连接是将CAN车身网和CAN舒适网与某些制造商专有的诊断电脑连接起来,要求必须使用规定的ISO 9141(K线)进行连接,其连接速率为500kbit/s。