智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論課后習(xí)題

1、第六章汽車總線及車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1學(xué)習(xí)目標(biāo) i 11S能夠理解CAN總線的原理，熟悉 CAN總線在汽車中的應(yīng)用|2能夠理解LIN總線的原理，熟悉 LIN總線在汽車中的應(yīng)用|i3 i能夠理解FlexRay總線的原理，熟悉 CAN總線在汽車中的應(yīng)用14 |能夠理解MOS總線的原理，熟悉 MOS總線在汽車中的應(yīng)用H" H5 i能夠理解車載以太網(wǎng)的主要技術(shù)，熟悉車載以太網(wǎng)的應(yīng)用i本章小結(jié)本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)你已經(jīng)達(dá)成了嗎請通過思考以下問題的答案進(jìn)行結(jié)果檢驗。序號問題自檢結(jié)果1汽車總線相對傳統(tǒng)布線有何 優(yōu)勢傳統(tǒng)的布線方式會帶來布線復(fù)雜、占用 空間、成本提高、可靠性和可維修性降低等 諸多問題。總線技術(shù)。采

2、用汽車 CAN總線技術(shù)可以 將汽車電控系統(tǒng)之間的通信線束大大減少， 從而節(jié)省了空間、降低了成本，實現(xiàn)了資源 共享，提高了系統(tǒng)工作可靠性和可維修性。2說明汽車總線分類、典型總 線和應(yīng)用場合分類：美國汽車工程師協(xié)會的汽車網(wǎng)絡(luò) 委員會按照協(xié)議特性分為 A B、C D四類。典型總線：主要包括 CANBus LINBus、 FlexRay總線和MOS四種總線。應(yīng)用場合：1) A類網(wǎng)絡(luò)是面向傳感器/執(zhí)行器控制 的低速網(wǎng)絡(luò)，是應(yīng)用在控制模塊與智能傳感 器或智能執(zhí)行器之間的通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于車外后視鏡調(diào)整、電動車窗、燈光照明、智 能刮水器等控制；2) B類網(wǎng)絡(luò)是面向獨立模塊間數(shù)據(jù)共享 的中速網(wǎng)絡(luò)，主要應(yīng)用于車

3、身電子舒適性模 塊、儀表顯示等系統(tǒng)；3) C類網(wǎng)絡(luò)是面向高速、實時閉環(huán)控制 的多路傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要應(yīng)用于牽引力控制、 發(fā)動機控制、ABS ESP等系統(tǒng)；4) D類網(wǎng)絡(luò)是面向多媒體信息的高速傳 輸網(wǎng)絡(luò)，主要應(yīng)用于車載視頻、車載音響、 車載電話、導(dǎo)航等影音信息娛樂系統(tǒng)；5) E類網(wǎng)絡(luò)是面向汽車被動安全系統(tǒng)的 高速、實時網(wǎng)絡(luò)，用于車輛被動性安全領(lǐng)域。3說明CAN節(jié)點向總線上發(fā)送節(jié)點1的微控制器1對傳感器1進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)的流程和從總線上接收數(shù)據(jù) 的流程據(jù)采集，然后將傳感器 1對應(yīng)的數(shù)字信號附 加一個數(shù)據(jù)ID號發(fā)送給CAN控制器1 , CAN 控制器1對數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，然后將數(shù)據(jù)包發(fā) 送給CAN收發(fā)器1, CA

4、N收發(fā)器1再將其數(shù)字 信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的 CAN總線電壓信號，從而 完成數(shù)據(jù)發(fā)送過程；當(dāng)節(jié)點n從CAN總線上接收到電壓信號后，首先由CAN收發(fā)器n將總線電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字信號，然后 將其數(shù)字信號發(fā)送給 CAN控制器n；CAN控制 器n首先對其收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行“驗收濾 波”，判斷收到的信號是否是自身節(jié)點需要 的數(shù)據(jù)，若是，則接受此數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行解 包，為節(jié)點n的微控制器n提供有效數(shù)據(jù)(節(jié) 點1的傳感器信號)，微控制器n可根據(jù)節(jié)點 1的傳感器信號控制執(zhí)行器 n動作；否則， 節(jié)點n放棄此次收到的 CAN數(shù)據(jù)。4CAN總線是如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)仲 裁的1) CAN總線的多個節(jié)點同時向總線上發(fā) 送數(shù)據(jù)時，總線

5、上的結(jié)果是多個數(shù)據(jù)的“邏 輯與”值。2) CAN收發(fā)器具有“邊說邊聽”功能， 即節(jié)點向CAN總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，同時也能 監(jiān)聽到總線上的數(shù)據(jù)。5CAN總線是如何實現(xiàn)驗收濾 波的每個節(jié)點的CAN控制器中都有兩個寄存 器：驗收代碼寄存器和驗收屏蔽寄存器。當(dāng) 某節(jié)點的驗收屏蔽寄存器設(shè)置為“有關(guān)” 時，則該節(jié)點只能接受數(shù)據(jù)ID號與自身驗收 代碼寄存器內(nèi)容完全相同的數(shù)據(jù)；當(dāng)某節(jié)點 的驗收屏蔽寄存器設(shè)置為“無關(guān)”時，則該 節(jié)點“來者不拒”，可接受數(shù)據(jù)ID號為任意 值的數(shù)據(jù)，這就是所謂的CAN驗收濾波原理。 借助驗收濾波功能，可以靈活實現(xiàn)CAN總線的“點對點”、“一點對多點(廣播)”的 數(shù)據(jù)通信方式。6CAN

6、總線具有咼可靠性、安全 性和實時性，其具體表現(xiàn)有哪些1) CAN總線采用雙絞線和差分電壓方式， 對外抗干擾，同時又不對外產(chǎn)生干擾。2) CAN總線采用“邊說邊聽”方式的無破壞 性仲裁。3) CAN總線采用短幀格式，核心的數(shù)據(jù) 最多8個字節(jié)，從而保證實時性和可靠性。4) CAN總線采用先進(jìn)的循環(huán)冗余校驗 (CRC，保證可靠性。5）CAN總線采用幀內(nèi)應(yīng)答，保證實時性。7CAN總線在智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng) 用中存在哪些挑戰(zhàn)在引入信息娛樂系統(tǒng)和基于視頻的ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng)時，這些應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸 帶寬要求明顯咼于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。CAN總線通信缺乏加密和訪問控制機制， 缺少認(rèn)證和消息驗證機制，無法識別和警告

7、 異常消息。8LIN總線和CAN總線有何區(qū) 別LIN總線是一種輔助的串行通信總線網(wǎng) 絡(luò)，多用于不需要 CAN總線的帶寬和多功能 的場合，在車載網(wǎng)絡(luò)中，LIN處于低端，與CAN以及其他B級或C級網(wǎng)絡(luò)比較，它的傳 輸速度低、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉；在汽車上， LIN與這些網(wǎng)絡(luò)是互補的關(guān)系。9LIN總線有幾種信息傳輸模 式LIN總線共有3種信息傳輸模式1）主節(jié)點請求從節(jié)點數(shù)據(jù)2）主節(jié)點向從節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)3）從節(jié)點之間發(fā)送數(shù)據(jù)10MOST總線在汽車中采用什么 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在MOST總線中，各個終端設(shè)備（節(jié)點、 控制單元）之間通過一個數(shù)據(jù)只沿一個方向 傳輸?shù)沫h(huán)形總線連接，音頻、視頻信息在環(huán) 形總線上循環(huán)，并由每個

8、節(jié)點（控制單兀） 讀取和轉(zhuǎn)發(fā)。各個控制單元之間通過光導(dǎo)纖 維相互連接而形成一個封閉環(huán)路，因此每個 控制單兀擁有兩根光導(dǎo)纖維，一根光導(dǎo)纖維 用于發(fā)射器，一根光導(dǎo)纖維用于接收器。11FlexRay總線有哪些優(yōu)點和 應(yīng)用FlexRay是一種用于汽車的高速、可確 定性的、具備故障容錯能力的總線技術(shù)，它 將事件觸發(fā)和時間觸發(fā)兩種方式相結(jié)合，具 有高效的網(wǎng)絡(luò)利用率和系統(tǒng)靈活性特點，可 以作為新一代汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)絡(luò)。12目前車載以太網(wǎng)物理層技術(shù) 有哪些（1）適合車輛環(huán)境的以太網(wǎng)物理層兀件；（2）BroadR-Reach 的 100 Mbit/s 汽車 以太網(wǎng)解決方案；（3）IEEE RTPGE 及 PoE 技術(shù)。13車載以太網(wǎng)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車 中有哪些優(yōu)勢1）低成本下的咼帶寬。新的汽車功能需 要的是更加開放、高速，車載以太網(wǎng)有助于減少功耗，線束重量和部署成本。2） 支持不同應(yīng)用的多種協(xié)議和功能。以太網(wǎng)可以冋時支持 AVB TCP/IP、DOIP