《智能网联汽车技术概论》第六章-课后习题.doc

第六章 汽车总线及车载网络技术
学习目标
1
能够理解CAN总线得原理,熟悉CAN总线在汽车中得应用
2
能够理解LIN总线得原理,熟悉LIN总线在汽车中得应用
3
能够理解FlexRay总线得原理,熟悉CAN总线在汽车中得应用
4
能够理解MOST总线得原理,熟悉MOST总线在汽车中得应用
5
能够理解车载以太网得主要技术,熟悉车载以太网得应用
本章小结
本章得学习目标您已经达成了吗？请通过思考以下问题得答案进行结果检验。
序号
问题
自检结果
1
汽车总线相对传统布线有何优势？
传统得布线方式会带来布线复杂、占用空间、成本提高、可靠性与可维修性降低等诸多问题。
总线技术。采用汽车CAN总线技术可以将汽车电控系统之间得通信线束大大减少,从而节省了空间、降低了成本,实现了资源共享,提高了系统工作可靠性与可维修性。
2
说明汽车总线分类、典型总线与应用场合
分类:美国汽车工程师协会得汽车网络委员会按照协议特性分为A、B、C、D四类。
典型总线:主要包括CANBus、LINBus、FlexRay总线与MOST四种总线。
应用场合:
1)A类网络就是面向传感器/执行器控制得低速网络,就是应用在控制模块与智能传感器或智能执行器之间得通信网络,主要用于车外后视镜调整、电动车窗、灯光照明、智能刮水器等控制;
2)B类网络就是面向独立模块间数据共享得中速网络,主要应用于车身电子舒适性模块、仪表显示等系统;
3)C类网络就是面向高速、实时闭环控制得多路传输网络,主要应用于牵引力控制、发动机控制、ABS、ESP等系统;
4)D类网络就是面向多媒体信息得高速传输网络,主要应用于车载视频、车载音响、车载电话、导航等影音信息娱乐系统;
5)E类网络就是面向汽车被动安全系统得高速、实时网络,用于车辆被动性安全领域。
3
说明CAN节点向总线上发送数据得流程与从总线上接收数据得流程
节点1得微控制器1对传感器1进行数据采集,然后将传感器1对应得数字信号附加一个数据ID号发送给CAN控制器1,CAN控制器1对数据进行打包,然后将数据包发送给CAN收发器1,CAN收发器1再将其数字信号转换为对应得CAN总线电压信号,从而完成数据发送过程;当节点n从CAN总线上接收到电压信号后,首先由CAN收发器n将总线电压信号转换为对应得数字信号,然后将其数字信号发送给CAN控制器n;CAN控制器n首先对其收到得数据进行“验收滤波”,判断收到得信号就是否就是自身节点需要得数据,若就是,则接受此数据并对其进行解包,为节点n得微控制器n提供有效数据(节点1得传感器信号),微控制器n可根据节点1得传感器信号控制执行器n动作;否则,节点n放弃此次收到得CAN数据。
4
CAN总线就是如何实现数据仲裁得？
1)CAN总线得多个节点同时向总线上发送数据时,总线上得结果就是多个数据得“逻辑与”值。
2)CAN收发器具有“边说边听”功能,即节点向CAN总线上发送数据时,同时也能监听到总线上得数据。
5
CAN总线就是如何实现验收滤波得？
每个节点得CAN控制器中都有两个寄存器:验收代码寄存器与验收屏蔽寄存器。当某节点得验收屏蔽寄存器设置为“有关”时,则该节点只能接受数据ID号与自身验收代码寄存器内容完全相同得数据;当某节点得验收屏蔽寄存器设置为“无关”时,则该节点“来者不拒”,可接受数据ID号为任意值得数据,这就就是所谓得CAN验收滤波原理。借助验收滤波功能,可以灵活实现CAN总线得“点对点”、“一点对多点(广播)”得数据通信方式。
6
CAN总线具有高可靠性、安全性与实时性,其具体表现有哪些？
1)CAN总线采用双绞线与差分电压方式,对外抗干扰,同时又不对外产生干扰。
2)CAN总线采用“边说边听”方式得无破坏性仲裁。
3)CAN总线采用短帧格式,核心得数据最多8个字节,从而保证实时性与可靠性。
4)CAN总线采用先进得循环冗余校验(CRC),保证可靠性。
5)CAN总线采用帧内应答,保证实时性。
7
CAN总线在智能网联汽车应用中存在哪些挑战？
在引入信息娱乐系统与基于视频得ADAS高级驾驶辅助系统时,这些应用得数据传输带宽要求明显高于传统得控制系统。
CAN总线通信缺乏加密与访问控制机制,缺少认证与消息验证机制,无法识别与警告异常消息。
8
LIN总线与CAN总线有何区别？
LIN总线就是一种辅助得串行通信总线网络,多用于不需要CAN总线得带宽与多功能得场合,在车载网络中,LIN处于低端,与CAN以及其她B级或C级网络比较,它得传输速度低、结构简单、价格低廉;在汽车上,LIN与这些网络就是互补得关系。
9
LIN总线有几种信息传输模式？
LIN总线共有3种信息传输模式
1)主节点请求从节点数据
2)主节点向从节点发送数据
3)从节点之间发送数据
10
MOST总线在汽车中采用什么拓扑结构？
在MOST总线中,各个终端设备(节点、控制单元)之间通过一个数据只沿一个方向传输得环形总线连接,音频、视频信息在环形总线上循环,并由每个节点(控制单元)读取与转发。各个控制单元之间通过光导纤维相互连接而形成一个封闭环路,因此每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。
11
FlexRay总线有哪些优点与应用？
FlexRay就是一种用于汽车得高速、可确定性得、具备故障容错能力得总线技术,它将事件触发与时间触发两种方式相结合,具有高效得网络利用率与系统灵活性特点,可以作为新一代汽车内部网络得主干网络。
12
目前车载以太网物理层技术有哪些？
(1)适合车辆环境得以太网物理层元件;
(2)BroadRReach得100 Mbit/s汽车以太网解决方案;
(3)IEEE RTPGE 及 PoE 技术。
13
车载以太网在智能网联汽车中有哪些优势？
1)低成本下得高带宽。新得汽车功能需要得就是更加开放、高速,车载以太网有助于减少功耗,线束重量与部署成本。
2)支持不同应用得多种协议与功能。以太网可以同时支持AVB、TCP/IP、DOIP、SONIP等多种协议或应用形式。
3)适应未来得能力。以太网就是一种可持续更新、发展得技术。不仅仅就是一种成熟得通信技术,更就是一种对未来得适应能力。
4)无线功能。车载以太网得普及将加快引入WAVE,在智能交通时代,WAVE也将为V2X提供新得技术拓展潜力。