摘要:本文簡述汽車網(wǎng)絡(luò)CAN/LIN總線技術(shù)要點,介紹應(yīng)用層協(xié)議、規(guī)范、開發(fā)工具;分析具體車型CAN/LIN網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用,CAN/LIN具體報文解析。
目前,網(wǎng)絡(luò)通信在車輛上應(yīng)用逐漸普及,早期只有中高端轎車上才使用的CAN總線、LIN總線技術(shù),已經(jīng)成為乘用車的標準配置。自主車型的電氣系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)測試與合資公司的差距也越來越小,其設(shè)計開發(fā)過程也逐漸與國際接軌。CAN、LIN、OSEK、UDS等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用提升了汽車產(chǎn)品的配置靈活性和品牌競爭力。同時,相對早期“硬線”電氣系統(tǒng),其開發(fā)和維護的復(fù)雜程度有較大提升,對電氣系統(tǒng)的設(shè)計、測試、驗證提出了更高要求。
本文以獵豹CS10為參考車型,簡要介紹網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的CAN/LIN總線技術(shù)要點、應(yīng)用層協(xié)議、規(guī)范和汽車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中涉及的設(shè)計、開發(fā)、測試,并進行報文實例分析。
1 定義
1) CAN總線CAN全稱為控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network),是一種能有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。其協(xié)議也發(fā)展為重要的國際標準(ISO 11898、IS011519)。
2) LIN總線LIN全稱為本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LocalInterconnect Network),是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡(luò),用于汽車電子系統(tǒng)的分布式控制。目標是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)(如CAN總線)提供輔助功能。LIN聯(lián)盟逐步將LIN總線推廣到ISO國際標準(ISO 17987)。
3) OSEK規(guī)范OSEK全稱為汽車電子開放式系統(tǒng)及其接口(Open Systems and their Interfaces for theElectronics in Motor Vehicles)。OSEK規(guī)范主要由4部分組成:通信規(guī)范(OSEK Communication、OSEK COM);網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范(OSEK Net Management、OSEKNM);操作系統(tǒng)規(guī)范(OSEK Operating System、OSEK OS)和OSEK實現(xiàn)語言(OSEK ImplementationLanguage、OIL)。隨著該規(guī)范應(yīng)用的不斷深入,其結(jié)構(gòu)和功能不斷完善和優(yōu)化,版本也不斷升級和擴展,并提交ISO審議。
4) UDS UDS全稱為統(tǒng)一診斷服務(wù)(Unifieddiagnostic services),UDS與OBD最大的區(qū)別就在于“Unified”上,UDS是面向整車所有車載ECU,而OBD是面向排放相關(guān) ECU、、UDS是一個應(yīng)用層協(xié)議(ISO 14229系列),它可以在CAN線上實現(xiàn),也可以在Ethernet上實現(xiàn)。基于UDS協(xié)議的診斷又被稱為增強型診斷(Enhanced diagnostic),UDS沒有統(tǒng)一實現(xiàn)標準,不是法規(guī)要求的,其優(yōu)勢在于方便生產(chǎn)線檢測設(shè)備的開發(fā),同時更大地方便了車聯(lián)網(wǎng)功能實現(xiàn)和售后維修保養(yǎng)。
5) CANoe相關(guān)汽車總線開發(fā)工具和嵌入式源代碼提供商Vector,為汽車總線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、建模、仿真、分析、測試和ECU開發(fā)、測試、標定和診斷等領(lǐng)域提供一系列強有力的軟硬件工具和源代碼。具體包括用于CAN/LIN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制單元仿真和測試的工具CANoe;記錄、評價CAN總線信號電平的工具
CANscope; CAN總線干擾生成工具CANstress; CAN總線數(shù)據(jù)記錄器CANIog;測試和標定軟件工具CANape;總線分析工具CANalyzer。這些工具被OEM和供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工程師、開發(fā)工程師和測試工程師所廣泛使用。