常用车载网络系统(MOST)-PPT.ppt

常用车载网络系统常用车载网络系统(MOST)光学总线光学总线 3.1光学总线的信息传输光学总线的信息传输3.1.1光学传输简介光学传输简介1.信号的光学传输信号的光学传输 与传统的电传输信号不同，光学传输是利用光来传输信与传统的电传输信号不同，光学传输是利用光来传输信号的，两者的区别如图号的，两者的区别如图3-1所示。所示。图图3-1 光传输与电传输的区别光传输与电传输的区别 图图3-2 光信号通过光导纤维（光缆）传输光信号通过光导纤维（光缆）传输2.光学传输的优点光学传输的优点l导线少且重量轻；导线少且重量轻；l传输速度快；传输速度快；l不会产生电磁干扰，同时对电磁干扰也不敏感。不会产生电磁干扰，同时对电磁干扰也不敏感。3.1.2光学传输的系统结构光学传输的系统结构1.光学传输的控制单元光学传输的控制单元 在光学总线中，每一个总线用户（收音机、在光学总线中，每一个总线用户（收音机、CD唱机、视唱机、视频导航仪等）都有一个光学传输控制单元，用于实现光学传频导航仪等）都有一个光学传输控制单元，用于实现光学传输的信号调制、解调和控制。输的信号调制、解调和控制。光学传输控制单元由内部供电装置、收发单元光学传输控制单元由内部供电装置、收发单元光光导发射器（导发射器（FOT）、光波收发器、标准微控制器（）、光波收发器、标准微控制器（CPU）、）、专用部件等组成。专用部件等组成。图图3-3 光学传输控制单元光学传输控制单元 1）光导插头）光导插头 收发单元收发单元光导发射器（光导发射器（FOT）由一个光电二极管和）由一个光电二极管和一个发光二极管构成（图一个发光二极管构成（图3-4）。）。2）电气插头）电气插头3）内部供电装置）内部供电装置4）收发单元）收发单元光导发射器光导发射器 如图如图3-5所示，光学传输中使用的光波波长为所示，光学传输中使用的光波波长为650 nm，是可见红光。是可见红光。图图3-4 光导发射器（光导发射器（FOT）图图3-5 波长波长650 nm 的可见红光的可见红光5）光波收发器）光波收发器6）标准微控制器）标准微控制器7）专用部件）专用部件2.光电二极管光电二极管 光电二极管是利用光电二极管是利用光电效应原理将光波转光电效应原理将光波转换成电压信号的。如图换成电压信号的。如图3-6所示，光电二极管所示，光电二极管内有一个内有一个P-N结，入射结，入射光可以照射到这个光可以照射到这个P-N结上。在结上。在P型层上有一型层上有一个正极触点（滑环），个正极触点（滑环），N型层与金属底板（负型层与金属底板（负极）相连。极）相连。图图3-6 光电二极管的结构示意图光电二极管的结构示意图 如果入射光或红外线照射到如果入射光或红外线照射到P-N结上，结上，P-N结内就会产生结内就会产生自由电子和空穴，从而形成穿越自由电子和空穴，从而形成穿越P-N结的电流。照射到光电结的电流。照射到光电二极管上的入射光越强，流过光电二极管的电流就越大。这二极管上的入射光越强，流过光电二极管的电流就越大。这个现象称为光电效应。个现象称为光电效应。图图3-7 光电效应原理光电效应原理大家应该也有点累了，稍作休息大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流83.光导纤维光导纤维1）光导纤维的作用和相关要求）光导纤维的作用和相关要求 作为光波的传输介质，光导作为光波的传输介质，光导纤维（亦称光缆）的作用是将在纤维（亦称光缆）的作用是将在某一控制单元发射器内产生的光某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一控制单元的接收器。波传送到另一控制单元的接收器。2）光导纤维的结构）光导纤维的结构 如图如图3-9和图和图3-10所示，光所示，光导纤维由几层构成。纤芯是光导导纤维由几层构成。纤芯是光导纤维的核心部分，是光波的传输纤维的核心部分，是光波的传输介质，也可以称之为光波导线。介质，也可以称之为光波导线。纤芯一般用有机玻璃或塑料制成，纤芯一般用有机玻璃或塑料制成，纤芯内的光波根据全反射原理几纤芯内的光波根据全反射原理几乎无损失地传输。乎无损失地传输。图图3-8 光光导导纤纤维维的的作作用用是是传传输输光光波波图图3-9 光导纤维的结构光导纤维的结构 图图3-10 光导纤维各部分的尺寸光导纤维各部分的尺寸 3）光波在光导纤维中的传输）光波在光导纤维中的传输 在直的光导纤维中，光在直的光导纤维中，光波是按全反射原理在纤芯表波是按全反射原理在纤芯表面以面以Z字形曲线传输的。字形曲线传输的。4）专用插头）专用插头 为了能将光导纤维连接到控制单元上，在光学传输系统为了能将光导纤维连接到控制单元上，在光学传输系统中使用了一种专用插头。插座本体上有一个信号方向箭头，中使用了一种专用插头。插座本体上有一个信号方向箭头，表示光波传输方向（通向接收器）。表示光波传输方向（通向接收器）。图图3-14 光学传输系统的专用插头光学传输系统的专用插头5）光纤端面）光纤端面 为了能使光波传输过程为了能使光波传输过程中的损失尽可能小，光导纤中的损失尽可能小，光导纤维的端面应光滑、垂直、洁维的端面应光滑、垂直、洁净（图净（图3-15）。因此，使用）。因此，使用了一种专用的切削工具。切了一种专用的切削工具。切削面上的污垢和刮痕会加大削面上的污垢和刮痕会加大光波的传输损失（衰减）。光波的传输损失（衰减）。图图3-15 光导纤维的端面光导纤维的端面2.5 MOST数据总线系统数据总线系统2.5.1 MOST的发展的发展 MOST是媒体信息传送的网络标准，通过采用是媒体信息传送的网络标准，通过采用MOST，不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、，不仅可以减轻连接各部件的线束的质量、降低噪声，而且可以减轻系统开发技术人员的负降低噪声，而且可以减轻系统开发技术人员的负担，最终在用户处实现各种设备的集中控制。担，最终在用户处实现各种设备的集中控制。2.MOST的应用的应用 MOST系统可连接汽车音响系统、视频导航系统、车载电视、高保系统可连接汽车音响系统、视频导航系统、车载电视、高保真音频放大器、车载电话、多碟真音频放大器、车载电话、多碟CD播放器等模块，其数据传输速率最高播放器等模块，其数据传输速率最高可达可达22.5Mbit/s，而且没有电磁干扰。，而且没有电磁干扰。图图3-17 AUDI A8汽汽车车的的信信息息及及娱娱乐乐（Information and Entertainment）多多媒媒体体系系统统图图3-18 BMW车系车系F01/F02车型的车型的MOST多媒体影音娱乐系统多媒体影音娱乐系统TOP HIFI顶级高保真音响放大器；顶级高保真音响放大器；CIC车辆信息计算机；车辆信息计算机；DVDDVD换碟机；换碟机；KOMBI组合仪表；组合仪表；RSE后座区娱乐系统；后座区娱乐系统；SDARS卫星收音机调谐器；卫星收音机调谐器；TCU远程通信系统控制单元；远程通信系统控制单元；ULF-SBX接口盒；接口盒；VM视频模块；视频模块；ZGM中央网关模块中央网关模块3.MOST的传输速率的传输速率图图3-19 多媒体的数据传输速率多媒体的数据传输速率图图3-20 带有立体声的数字式电视系统带有立体声的数字式电视系统 车载多媒体影音娱乐系统对数据传输速率要求很高。仅车载多媒体影音娱乐系统对数据传输速率要求很高。仅仅是带有立体声的数字式电视系统，就需要约仅是带有立体声的数字式电视系统，就需要约6 Mbit/s的传输的传输速度。速度。在车载多媒体影音娱在车载多媒体影音娱乐系统中，海量的视频和乐系统中，海量的视频和音频数据是由音频数据是由MOST总线来总线来传输的，而传输的，而CAN总线只能总线只能用来传输控制信号（图用来传输控制信号（图3-21）。）。图图3-21 CAN总线在车载数字电视系统总线在车载数字电视系统中用来传输控制信号中用来传输控制信号3.2.2 MOST的组成与系统状态的组成与系统状态1.MOST的拓扑结构的拓扑结构 MOST总线系统采用环形拓扑结构。控制单元通过光导总线系统采用环形拓扑结构。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。这个过程一纤维沿环形方向将数据发送到下一个控制单元。这个过程一直在持续进行，直至首先发出数据的控制单元又接收到这些直在持续进行，直至首先发出数据的控制单元又接收到这些数据为止。可以通过数据总线自诊断接口和诊断数据为止。可以通过数据总线自诊断接口和诊断CAN总线来总线来对对MOST系统进行故障诊断。系统进行故障诊断。图图3-22 MOST系统采用环形拓扑结构系统采用环形拓扑结构图图1-42 BMW E60车系全车网络系统构成车系全车网络系统构成 在在MOST总线中，每个终端设备（节点、控制单元）在总线中，每个终端设备（节点、控制单元）在一个具有环形结构的网络中通过光导纤维环相互连接。一个具有环形结构的网络中通过光导纤维环相互连接。图图3-23 音频、视频数据信息在音频、视频数据信息在MOST环形总线上循环环形总线上循环R接收器；接收器；T发射器发射器 各个控制单元之间的连接通过一个数据只沿一个方向传各个控制单元之间的连接通过一个数据只沿一个方向传输的环形总线实现。也就是说，一个控制单元拥有两根光导输的环形总线实现。也就是说，一个控制单元拥有两根光导纤维，一根光导纤维用于发射器，一根光导纤维用于接收器。纤维，一根光导纤维用于发射器，一根光导纤维用于接收器。在在 MOST 控制单元中进行纯粹的光导纤维连接。对于控制单元中进行纯粹的光导纤维连接。对于所有所有MOST插头而言，插头而言，2 芯光导纤维插头（图芯光导纤维插头（图3-24）的结构）的结构是一样的。光导纤维线脚是一样的。光导纤维线脚 Pin 1 始终用于输入，光导纤维线始终用于输入，光导纤维线脚脚 Pin 2始终用于转发，其上由箭头符号。始终用于转发，其上由箭头符号。图图3-24 2 芯光导纤维插头芯光导纤维插头2.MOST系统管理器系统管理器 MOST系统管理器与诊断管理器共同负责系统管理器与诊断管理器共同负责MOST总线内的总线内的系统管理。系统管理。（1）控制系统状态；）控制系统状态；（2）发送）发送MOST总线信息；总线信息；（3）管理传输容量。）管理传输容量。系统管理器的作用如下：系统管理器的作用如下：3.MOST总线系统状态总线系统状态1）休眠模式）休眠模式处于休眠模式时，处于休眠模式时，MOST总线总线内没有数据交换，静态电流内没有数据交换，静态电流降至最小值，系统处于待命降至最小值，系统处于待命状态，只能由系统管理器发状态，只能由系统管理器发出的光波启动脉冲来激活。出的光波启动脉冲来激活。图图3-25 处于休眠模式下的处于休眠模式下的MOST系统系统2）备用模式）备用模式 MOST总线系统处总线系统处于备用模式时，无法为于备用模式时，无法为用户提供任何服务，但用户提供任何服务，但这时这时MOST总线系统仍总线系统仍在后台运行。在后台运行。图图3-26 处于备用模式下的处于备用模式下的MOST总线系统总线系统3）通电工作模式）通电工作模式 MOST总线系统总线系统处于通电工作模式时，处于通电工作模式时，控制单元完全接通，控制单元完全接通，MOST总线上有数据交总线上有数据交换，用户可使用影音娱换，用户可使用影音娱乐、通信、导航等所有乐、通信、导航等所有功能。功能。图图3-27 处于通电工作模式下的处于通电工作模式下的MOST系统系统3.2.3 MOST的数据传输的数据传输1.信息帧信息帧1）脉冲频率）脉冲频率 MOST系统管理器以系统管理器以44.1KHz的脉冲频率向环形总线上的下一个控的脉冲频率向环形总线上的下一个控制单元发送信息帧（制单元发送信息帧（Frames)。由于使用了固定的时间光栅和脉冲频率，。由于使用了固定的时间光栅和脉冲频率，MOST系统允许传递同步数据。系统允许传递同步数据。2）信息帧的结构）信息帧的结构在在MOST系统中，系统中，一个信息帧的大一个信息帧的大小为小为64字节（字节（1个个字节为字节为8bit，可分，可分成以下几部分。成以下几部分。图图3-28 MOST信息帧的结构信息帧的结构（1）起始区。）起始区。（2）分界区。）分界区。（3）数据区。）数据区。（4）校验字节。）校验字节。两个校验字节传送发两个校验字节传送发射器射器/接收器地址（标识符）接收器地址（标识符）和接收器的控制指令（如和接收器的控制指令（如放大器音量增大或音量减放大器音量增大或音量减小）信息。小）信息。（5）状态区。）状态区。信息帧的状态区包含用于给接收器发送信息帧的信息。信息帧的状态区包含用于给接收器发送信息帧的信息。（6）奇偶校验区。）奇偶校验区。奇偶校验区用于最后检查数据的完整性，该区的内容将奇偶校验区用于最后检查数据的完整性，该区的内容将决定是否需要重复一次发送过程。决定是否需要重复一次发送过程。2.MOST总线的工作过程总线的工作过程1）系统启动（唤醒）系统启动（唤醒）图图3-35 伺服光波的传输过程伺服光波的传输过程图图3-36 主光波主光波图图3-37 唤醒过程结束（开始数据传输）唤醒过程结束（开始数据传输）2）同步数据的传输）同步数据的传输 在在MOST系统中，音频和视频信息是作为同步数据传输系统中，音频和视频信息是作为同步数据传输的。为便于理解，下面以的。为便于理解，下面以AUDI A8 03年型汽车播放音乐年型汽车播放音乐CD为例来进行说明。为例来进行说明。图图3-38 同步数据（音频和视频信息）的传输过程同步数据（音频和视频信息）的传输过程 同步传输的数据管理如图同步传输的数据管理如图3-39所示，前部信息控制单元所示，前部信息控制单元 J523用带有以下校验数据的信息组：用带有以下校验数据的信息组：图图3-39 同步传输的数据管理同步传输的数据管理3）异步数据的传输）异步数据的传输 在在MOST系统中，导航系统的地图显示、导航计算、互联系统中，导航系统的地图显示、导航计算、互联网网页和网网页和E-Mail等图片、文本信息是作为异步数据传输的。等图片、文本信息是作为异步数据传输的。异步数据异步数据源是以不规则源是以不规则的时间间隔来的时间间隔来发送这些数据发送这些数据的。为此，每的。为此，每个数据源将其个数据源将其异步数据存储异步数据存储到缓冲寄存器到缓冲寄存器内。然后数据内。然后数据源开始等待，源开始等待，直至接收到带直至接收到带有接收器地址有接收器地址的信息组。的信息组。3.2.4 MOST的诊断的诊断1.诊断管理器诊断管理器 除系统管理器外，除系统管理器外，MOST总线还有一个诊总线还有一个诊断管理器。断管理器。图图3-41 诊断管理器诊断管理器 诊断管理器执行环路断开诊断，并将诊断管理器执行环路断开诊断，并将MOST总线上的控总线上的控制单元诊断数据传给诊断控制单元。在制单元诊断数据传给诊断控制单元。在Audi A8 03年型汽车年型汽车上，数据总线诊断接口上，数据总线诊断接口J533就是执行自诊断功能的。就是执行自诊断功能的。2.系统故障系统故障 如果在如果在MOST总线上发生数据传输中断，就无法完成正常总线上发生数据传输中断，就无法完成正常的数据传输任务。由于的数据传输任务。由于MOST总线是环形结构，因此将这种数总线是环形结构，因此将这种数据传输中断称为环路断开，亦即总线断路。据传输中断称为环路断开，亦即总线断路。诊断管理器的故障存储器中存有故障信息诊断管理器的故障存储器中存有故障信息“光纤数光纤数据总线断路据总线断路”。3.环路断开诊断环路断开诊断1）诊断导线与询问脉冲）诊断导线与询问脉冲 为准确判断出发生环路断开的具体位置，需要使用诊断导线来进行环路为准确判断出发生环路断开的具体位置，需要使用诊断导线来进行环路断开诊断。断开诊断。诊断导线通过中央导诊断导线通过中央导线连接器与线连接器与MOST总线总线上的各个控制单元相连。上的各个控制单元相连。图图3-42 诊断导线与诊断导线与MOST总线上的各个控制单元相连总线上的各个控制单元相连2）应答的内容）应答的内容 环路断开诊断开始后，环路断开诊断开始后，MOST总线上的各个控制单元发送总线上的各个控制单元发送以下两种信息：以下两种信息：（1）控制单元电气方面是否正常）控制单元电气方面是否正常本控制单元电气功能是本控制单元电气功能是否正常（如电源供电是否正常）；否正常（如电源供电是否正常）；（2）控制单元光学方面是否正常）控制单元光学方面是否正常本控制单元的光电二极本控制单元的光电二极管是否能够接收到环形总线上位于其前面的控制单元发出的管是否能够接收到环形总线上位于其前面的控制单元发出的光波信号。光波信号。诊断管理器通过这些信息就可识别出：诊断管理器通过这些信息就可识别出：（1）MOST总线系统是否有电气故障（供电故障）以及是哪总线系统是否有电气故障（供电故障）以及是哪个控制单元出现了电气故障；个控制单元出现了电气故障；（2）MOST总线系统中哪两个控制单元之间的数据传输中断总线系统中哪两个控制单元之间的数据传输中断了，亦即是哪两个控制单元之间的光导纤维发生了断路。了，亦即是哪两个控制单元之间的光导纤维发生了断路。3）故障的确认）故障的确认 可利用备用的控制单元可利用备用的控制单元VAS6186来替换可疑控制单元，然后观察来替换可疑控制单元，然后观察MOST系统是否恢复正常。若替换后，系统恢复正常，则可确认，故障确系可疑系统是否恢复正常。若替换后，系统恢复正常，则可确认，故障确系可疑控制单元损坏所致。控制单元损坏所致。图图3-43 用备用的控制单元用备用的控制单元VAS6186替换可疑控制单元替换可疑控制单元图图3-44 备用的控制单元备用的控制单元VAS61864.信号衰减幅度增大的诊断信号衰减幅度增大的诊断 诊断管理器还有信号衰减幅度增大的诊断功能，即通过监测诊断管理器还有信号衰减幅度增大的诊断功能，即通过监测MOST系系统传输光波功率的降低来判断光学系统在信号传输过程中是否存在信号衰统传输光波功率的降低来判断光学系统在信号传输过程中是否存在信号衰减幅度过大的故障。减幅度过大的故障。图图3-45 信号衰减幅度增大的诊断信号衰减幅度增大的诊断3.4 光导纤维的使用与维修光导纤维的使用与维修3.4.1 光波传输系统的信号衰减及原因光波传输系统的信号衰减及原因1.光波传输系统的信号衰减光波传输系统的信号衰减 为了表征光波在传输过程中的损失程度，引入了光波信为了表征光波在传输过程中的损失程度，引入了光波信号衰减这一概念。如果在传输过程中，由于历经多次转发，号衰减这一概念。如果在传输过程中，由于历经多次转发，光波的功率降低了，就称之为发生了光波信号衰减。光波的功率降低了，就称之为发生了光波信号衰减。光波信号的衰减程度用衰减常数来表示，其单位为分贝光波信号的衰减程度用衰减常数来表示，其单位为分贝（dB）。衰减常数的定义为：）。衰减常数的定义为：如果光波发射源发射的光波功率为如果光波发射源发射的光波功率为20W，而光波接收器接收到的光，而光波接收器接收到的光波功率为波功率为10W。则在这一转发过程中，光波的衰减常数为：。则在这一转发过程中，光波的衰减常数为：也就是说，对于衰减也就是说，对于衰减常数为常数为3dB的光波传输系的光波传输系统而言，光波信号会衰减统而言，光波信号会衰减一半。一半。在光学总线系统中，在光学总线系统中，一般将一般将3dB作为光波传输作为光波传输系统衰减常数的极限值，系统衰减常数的极限值，超出极限值即认为光波传超出极限值即认为光波传输系统的信号衰减幅度过输系统的信号衰减幅度过大，必须予以维修或更换。大，必须予以维修或更换。图图3-61 光光波波信信号号在在两两个个控控制制单单元元之之间间传传输输时时的的衰衰减减情情况况2.信号衰减幅度增大的原因信号衰减幅度增大的原因 图图3-62 导致光波传输系统信号衰减幅度增大的原因导致光波传输系统信号衰减幅度增大的原因1-光导纤维的曲率半径过小。如果光导纤维弯曲（折叠）的半径小于光导纤维的曲率半径过小。如果光导纤维弯曲（折叠）的半径小于25mm，那么在，那么在纤芯的拐点处就会产生模糊（不透明，与折叠的有机玻璃相似），这时必须更换光纤芯的拐点处就会产生模糊（不透明，与折叠的有机玻璃相似），这时必须更换光导纤维；导纤维；2-光导纤维的包层损坏；光导纤维的包层损坏；3-光导纤维端面刮伤；光导纤维端面刮伤；4-光导纤维端面脏污；光导纤维端面脏污；5-光光导纤维端面错位（插头壳体碎裂）；导纤维端面错位（插头壳体碎裂）；6-光导纤维端面未对正（角度不对）；光导纤维端面未对正（角度不对）；7-光导纤光导纤维的端面与控制单元的接触面之间有空隙（插头壳体碎裂或未能锁止定位）；维的端面与控制单元的接触面之间有空隙（插头壳体碎裂或未能锁止定位）；8-光光导纤维端套变形导纤维端套变形3.4.2 光导纤维的使用光导纤维的使用1.操作光导纤维时的注意事项操作光导纤维时的注意事项（1 1）弯曲半径不宜过小。弯曲半径不宜过小。（2 2）不许）不许弯折。弯折。（3 3）不准挤压。不准挤压。（4 4）严禁摩擦、磨损。严禁摩擦、磨损。（5 5）严禁拉伸。严禁拉伸。（6 6）严禁过热。严禁过热。（7 7）严禁浸水。）严禁浸水。（8 8）光导纤维）光导纤维端面不得有污染和损伤。端面不得有污染和损伤。2.光导纤维的正确铺装光导纤维的正确铺装 在车上铺装光导纤维时，应该采取特别的防护措施。采在车上铺装光导纤维时，应该采取特别的防护措施。采用硬度适宜的波纹管包扎光导纤维，既可以为光导纤维提供用硬度适宜的波纹管包扎光导纤维，既可以为光导纤维提供外力作用的保护，还可以有效防止光导纤维被过度弯折，以外力作用的保护，还可以有效防止光导纤维被过度弯折，以保证最小保证最小25mm 的弯曲半径。的弯曲半径。图图3-70 以硬度适宜的波纹管包扎光导纤维以硬度适宜的波纹管包扎光导纤维图图3-70 以硬度适宜的波纹管包扎光导纤维以硬度适宜的波纹管包扎光导纤维3.4.3 光导纤维的维修光导纤维的维修1.光导纤维维修概要光导纤维维修概要 在在BMW车系中，包层为绿色的光导纤维用于车系中，包层为绿色的光导纤维用于MOST系统，包层为黄系统，包层为黄色的光导纤维用于色的光导纤维用于byteflight系统，包层为桔红色的光导纤维则用作维修系统，包层为桔红色的光导纤维则用作维修导线。导线。图图3-71 光导纤维包层的颜色光导纤维包层的颜色2.维修光导纤维的注意事项维修光导纤维的注意事项 特别注意：特别注意：MOST 系统中的系统中的光导纤维光导纤维在两个控制单元之在两个控制单元之间只允许进行一次维修，间只允许进行一次维修，而而Byteflight 系统中的系统中的光导纤维光导纤维不不允许维修，只能更换新件。允许维修，只能更换新件。3.维修光导纤维的专用工具维修光导纤维的专用工具 光导纤维的维修需要使光导纤维的维修需要使用专用工具用专用工具VAS6223组合套件，也称光导纤维维组合套件，也称光导纤维维修包。修包。图图3-72 VAS6223组合套件组合套件 VAS6223组合套件中有两个专门用于光导纤维维修的组合套件中有两个专门用于光导纤维维修的钳子，剪切钳用于光导纤维的剪切，压接钳用于光导纤维铜钳子，剪切钳用于光导纤维的剪切，压接钳用于光导纤维铜质接头的压接。质接头的压接。图图3-73 VAS6223剪切钳剪切钳图图3-74 VAS6223压接钳压接钳4.光导纤维维修实际操作光导纤维维修实际操作（1）视长度需要，使用）视长度需要，使用VAS6223剪切钳将光导纤维粗略地剪开。注意，剪切钳将光导纤维粗略地剪开。注意，要使用侧剪功能，且动作要慢、稳，以免折断纤芯。要使用侧剪功能，且动作要慢、稳，以免折断纤芯。图图3-75 将光导纤维粗略地剪开将光导纤维粗略地剪开（2）将光导纤维嵌入）将光导纤维嵌入VAS6223剪切钳的保护层导槽中剪切保护层（橘剪切钳的保护层导槽中剪切保护层（橘红色包层）。注意，此时的光导纤维绝对不允许弯曲或夹紧。红色包层）。注意，此时的光导纤维绝对不允许弯曲或夹紧。图图3-76 剪切保护层（橘红色包层）剪切保护层（橘红色包层）（3）将光导纤维嵌入）将光导纤维嵌入VAS6223剪切钳中，并将钳口闭合。注意，要使保剪切钳中，并将钳口闭合。注意，要使保护层导槽与箭头方向（即光导纤维方向）对正。护层导槽与箭头方向（即光导纤维方向）对正。图图3-77 将光导纤维嵌入将光导纤维嵌入VAS6223剪切钳中，并将钳口闭合剪切钳中，并将钳口闭合（4）用）用VAS6223剪切钳的剪刀轮对光导纤维实施精剪切，以确保剪切后剪切钳的剪刀轮对光导纤维实施精剪切，以确保剪切后的光导纤维截面平滑、无损伤。注意，不要剪得太快，以免造成损伤。的光导纤维截面平滑、无损伤。注意，不要剪得太快，以免造成损伤。图图3-78 光导纤维实施精剪切光导纤维实施精剪切图图3-79 精剪切后的光导纤精剪切后的光导纤维截面平滑、无损伤维截面平滑、无损伤（5）如图）如图3-80所示，将光导纤维铜质接头嵌入所示，将光导纤维铜质接头嵌入VAS6223压压接钳中。此处，需注意铜质接头不要歪斜。接钳中。此处，需注意铜质接头不要歪斜。图图3-80 将光导纤维铜质接头嵌入将光导纤维铜质接头嵌入VAS6223压接钳中压接钳中（6）如图）如图3-81所示，用所示，用VAS6223压接钳的锁定杆将铜质接压接钳的锁定杆将铜质接头锁住。头锁住。图图3-81 用锁定杆将铜质接头锁住用锁定杆将铜质接头锁住（7）如图）如图3-82所示，将已经去除保护层的光导纤维插入铜质所示，将已经去除保护层的光导纤维插入铜质接头的内孔，直至可以感觉到轻微的阻力。接头的内孔，直至可以感觉到轻微的阻力。图图3-82 将光导纤维插入铜质接头的内孔将光导纤维插入铜质接头的内孔（8）如图）如图3-83所示，确认光导纤维与铜质接头接触良好、所示，确认光导纤维与铜质接头接触良好、对正后，施力进行压接。对正后，施力进行压接。图图3-83 施力进行压接施力进行压接（9）检查光导纤维与铜质接头的接合情况。要求纤芯端面与铜质接头端面）检查光导纤维与铜质接头的接合情况。要求纤芯端面与铜质接头端面之间的间隙值之间的间隙值X为为0.010.1mm，将光导纤维与铜质接头拉开的力不小于，将光导纤维与铜质接头拉开的力不小于60N（确保接合可靠），光波信号在该接头处的衰减常数不得大于（确保接合可靠），光波信号在该接头处的衰减常数不得大于0.3dB。图图3-84 检查光导纤维与铜质接头的接合情况检查光导纤维与铜质接头的接合情况复习思考题复习思考题GAME OVER1.采用光导纤维进行数据传输有哪些优点？采用光导纤维进行数据传输有哪些优点？2.简述简述MOST光学总线的数据传输原理及应用范畴。光学总线的数据传输原理及应用范畴。3.简述简述byteflight光学总线的数据传输原理及应用范畴。光学总线的数据传输原理及应用范畴。4.如何正确使用和维修光学总线？如何正确使用和维修光学总线？3.3 byteflight总线总线3.3.1 byteflight简介简介1.byteflight的功能与发展的功能与发展byteflight 系统是由系统是由 BMW 与与 Motorola、Elmos、Infineon 合作开发的，主要用于传输时间上要求特别紧迫的安全气囊合作开发的，主要用于传输时间上要求特别紧迫的安全气囊系统数据。系统数据。byteflight系统的数据传输速率为系统的数据传输速率为10Mbit/s，可以满足对，可以满足对数据传输的数据传输的实时性要求非常高的汽车安全气囊系统的要求，且实时性要求非常高的汽车安全气囊系统的要求，且可在强电磁干扰条件下可靠地传输数据。可在强电磁干扰条件下可靠地传输数据。byteflight在在ISIS（智能安全集成系统）和（智能安全集成系统）和 ASE（高级（高级安全电子设备）中使用。这两个安全系统负责控制安全气囊、安全电子设备）中使用。这两个安全系统负责控制安全气囊、安全带拉紧装置和断开安全蓄电池接线柱。安全带拉紧装置和断开安全蓄电池接线柱。2.byteflight总线的拓扑结构总线的拓扑结构 BMW车辆使用车辆使用byteflight将用于控制安全气囊系统、乘将用于控制安全气囊系统、乘员保护系统和安全蓄电池接线柱的控制单元联网。员保护系统和安全蓄电池接线柱的控制单元联网。数据传输介质是塑数据传输介质是塑料光导纤维，光导纤维料光导纤维，光导纤维通过光波脉冲传输数据。通过光波脉冲传输数据。因此，更不易于受到外因此，更不易于受到外部干扰。数据传输速率部干扰。数据传输速率为为10 Mbit/s。传输介质为一根光导纤传输介质为一根光导纤维，且可朝两个方向双维，且可朝两个方向双向传输数据。控制单元向传输数据。控制单元以时间和事件触发方式以时间和事件触发方式进行通信。既能以同步进行通信。既能以同步方式传输数据，也能以方式传输数据，也能以异步方式传输数据。异步方式传输数据。图图3-50 byteflight系统采用星形拓扑结构系统采用星形拓扑结构3.3.2 byteflight系统的数据传输系统的数据传输1.byteflight的数据结构的数据结构 同同CAN总线一样，数据也通过数据电码传输，除数据字总线一样，数据也通过数据电码传输，除数据字节的数量外数据电码结构完全相同。节的数量外数据电码结构完全相同。byteflight 可传输最长可传输最长为为12个字节的数据。个字节的数据。图图3-51 byteflight数据电码的结构数据电码的结构1起始顺序；起始顺序；2起始位；起始位；3停止位；停止位；ID标识符（决定电码的优先级和数标识符（决定电码的优先级和数据内容）；据内容）；LEN长度（包括数据字节的数量）；长度（包括数据字节的数量）；D0数据字节数据字节0（起始数据（起始数据字节）；字节）；D11数据字节数据字节11（最大的结束数据字节）；（最大的结束数据字节）；CRCH高位循环冗余高位循环冗余码校验；码校验；CRCL低位循环冗余码校验低位循环冗余码校验 byteflight数据电码分为优先级较高的电码和优先级较低数据电码分为优先级较高的电码和优先级较低的电码两类。数据优先级通过标识符进行识别。标识符允许范的电码两类。数据优先级通过标识符进行识别。标识符允许范围位于围位于1至至255之间，其中之间，其中1表示最高优先级。优先级较高的信表示最高优先级。优先级较高的信息是碰撞传感器发来的数据，而优先级较低的信息一般是系统息是碰撞传感器发来的数据，而优先级较低的信息一般是系统状态信息和系统故障诊断信息。状态信息和系统故障诊断信息。图图3-52 电码优先级电码优先级1标识符（决定电码优先级）；标识符（决定电码优先级）；2报警同步脉冲（报警状态下的同步脉冲）；报警同步脉冲（报警状态下的同步脉冲）；3低优先级信息（优先级较低的电码）；低优先级信息（优先级较低的电码）；4正常同步脉冲（正常状态下的同步正常同步脉冲（正常状态下的同步脉冲）；脉冲）；5高优先级信息（优先级较高的电码）；高优先级信息（优先级较高的电码）；t_cyc循环时间（一个同步循环时间（一个同步脉冲的循环时间）脉冲的循环时间）2.卫星式控制单元卫星式控制单元 卫星式控制单元与主控制单元之间的电码始终以起始顺卫星式控制单元与主控制单元之间的电码始终以起始顺序为开始，接下来是一个标识符。数据电码的优先级通过该序为开始，接下来是一个标识符。数据电码的优先级通过该标识符确定。系统不断查询所有碰撞传感器信息并将数据分标识符确定。系统不断查询所有碰撞传感器信息并将数据分配给配给byteflight系统所有控制单元。系统所有控制单元。图图3-53 各个卫星式控制单各个卫星式控制单 元与元与SIM之间的数据流之间的数据流 14安装于车内不同位置的卫星式控安装于车内不同位置的卫星式控 制单元；制单元；5SIM（安全和信息模块）（安全和信息模块）主控制单元（主控制单元（SIM）再将卫星式控制单元提供的数据电）再将卫星式控制单元提供的数据电码向系统内的所有卫星式控制单元发布，其过程如图码向系统内的所有卫星式控制单元发布，其过程如图3-54所所示。卫星式控制单元视碰撞的剧烈程度决定由其控制的气囊示。卫星式控制单元视碰撞的剧烈程度决定由其控制的气囊是否触发以及触发强度。是否触发以及触发强度。13安装于车内不同位置的卫星式安装于车内不同位置的卫星式控制单元；控制单元；4控制侧向安全气帘的控制侧向安全气帘的卫星式控制单元；卫星式控制单元；5SIM（安全和（安全和信息模块）信息模块）图图3-54 主控制单元发送至主控制单元发送至卫星式控制单元的数据电码卫星式控制单元的数据电码 如图如图3-54所示，控制侧向安全气帘的卫星式控制单元已经所示，控制侧向安全气帘的卫星式控制单元已经发出触发安全气帘的指令，且该安全气帘已经触发（即引爆器发出触发安全气帘的指令，且该安全气帘已经触发（即引爆器引爆，安全气帘彭开）。引爆，安全气帘彭开）。3.总线访问程序总线访问程序 byteflight系统根据规定的时间间隔分配来控制总线访系统根据规定的时间间隔分配来控制总线访问情况。执行这个控制程序时，只能在规定时间内发送特定问情况。执行这个控制程序时，只能在规定时间内发送特定信息，该信息通过其标识符进行识别。信息，该信息通过其标识符进行识别。4.发送和接收模块发送和接收模块 发送和接收模块能够将电信号转变为光信号并通过光导发送和接收模块能够将电信号转变为光信号并通过光导纤维传输。每个卫星式控制单元都有一个电子光学发送和接纤维传输。每个卫星式控制单元都有一个电子光学发送和接收模块（收模块（SE）。）。这些这些SE模块分别通模块分别通过光导纤维连接在过光导纤维连接在SIM内内的智能型星形连接器上。的智能型星形连接器上。SIM内也有用于与各个卫内也有用于与各个卫星式控制单元交换数据星式控制单元交换数据的发送和接收模块的发送和接收模块SE。图图3-55 星形连接器与卫星式控制星形连接器与卫星式控制 单元通过单元通过SE进行数据交换进行数据交换5.byteflight 主控单元主控单元 byteflight主控单元执行两个任务，一是产生同步脉冲主控单元执行两个任务，一是产生同步脉冲（Sync Pulse），二是使卫星式控制单元进入报警模式。），二是使卫星式控制单元进入报警模式。6.同步脉冲同步脉冲 SIM内的内的byteflight总线主控单元以总线主控单元以250 s为时间间隔发为时间间隔发送同步脉冲。报警模式通过同步脉冲宽度发送。处于报警状态送同步脉冲。报警模式通过同步脉冲宽度发送。处于报警状态时，一个同步脉冲的持续时间约为时，一个同步脉冲的持续时间约为2 s。同步脉冲时间通常。同步脉冲时间通常约为约为3 s。图图3-56 byteflight总线上的信息循环总线上的信息循环A报警同步脉冲；报警同步脉冲；B正常同步脉冲；正常同步脉冲；C同步脉冲；同步脉冲；D电码；电码；Z1循环循环1；Z2循环循环2；Z3循环循环3；Z4循环循环4 总线主控单元必须根据所有碰撞传感器发送的信息决定总线主控单元必须根据所有碰撞传感器发送的信息决定是否将卫星式控制单元设为报警模式。由主控单元设置报警是否将卫星式控制单元设为报警模式。由主控单元设置报警模式后，安全系统的所有引爆电路都将设为准备触发状态。模式后，安全系统的所有引爆电路都将设为准备触发状态。需要触发一个引爆输出级时，必须始终将两个独立的信需要触发一个引爆输出级时，必须始终将两个独立的信号传输到号传输到byteflight总线上。总线上。图图3-57 使左前侧安全气帘引爆电路触发的信号流程使左前侧安全气帘引爆电路触发的信号流程 1-报警模式脉冲；报警模式脉冲；2-高压侧开关；高压侧开关；3-引爆电容器；引爆电容器；4-左前侧安全气帘引爆器；左前侧安全气帘引爆器；5-低压侧开关；低压侧开关；6-微处理器；微处理器；7-用于控制左前侧安全气帘的卫星式控制单元用于控制左前侧安全气帘的卫星式控制单元3.3.3