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用于车身控制模块的单片机和本地互连网络的作用

时间:2007-10-23栏目:职教论文

    随着应用的不断扩展,今天和未来的单片机普及和车辆网络正在继续。单片机是车辆内各种电子控制模块的“大脑”,而网络则是“系统互连”。本地互连网络(LIN)是业界第一个提出车内Class A开放多路复用协议标准。它定义了一个支持车辆内分布式车身控制电子系统的低成本的串行通信系统。LIN补充了由CAN引导的汽车多路复用网络的现有产品线。工业分析家指出,据估计到2010年每辆车将平均拥有20个LIN节点。车身控制应用代表了车辆中一个重要的领域,LIN有利于支持低成本子网络的简化,而不需要额外的带宽或产生复杂性。
    通用的单片机,例如微芯科技的Flash PIC®单片机,其独特的程序存储器和外设的组合,非常适用于那些支持CAN和LIN标准的需要8位或16位单片机进行车身控制的应用。微芯科技提供的广泛的多样化产品可为嵌入控制设计人员提供不同价格和性能的多种选择,以满足他们当前的设计项目的要求。
    推进车身控制电子产品是汽车制造商生产更加令人愉悦、更加可靠和安全、更为智能化的车辆能力的基本要素。车身控制电子产品可通过简化车辆的操作,并使司机从分心的次要行为中解脱出来,从而改善车辆的安全因素。每个这样的电子控制模块必须解决先进性能和车辆网络连通性与竞争性价位的问题。由单片机供应商,诸如微芯科技提供的先进外设的集成,可以使系统设计人员具备一种市场竞争优势,他们可以创建其采用基于RISC的PIC®架构。
    LIN是车辆网络子总线的一个通信概念。该规范涉及协议和物理层的定义,以及开发工具和应用软件的接口定义。LIN可以实现车内开关、智能传感器和执行器等应用的具有成本效益的通信网络,在这方面并不需要CAN的带宽和多功能性。该通信协议基于SCI(UART)数据格式,这是一种单主/从概念,是一种单线12V总线和无需稳定时基的节点时钟同步。LIN联盟围绕串行低成本通信概念和开发环境开发了这个标准,这使汽车制造商及其供应商能够以一种非常成本有效的方式创建执行和处理复杂的分级多路复用系统的方法。
LIN的典型车身控制应用
    车身控制电子可改善车辆驾驶者的舒适性和安全性。LIN总线的典型应用是气候控制、照明、雨水传感器、智能雨刷、智能发电机、开关面板或射频(RF)接收器方面的车门、方向盘、座椅、马达和传感器等总成单元。LIN节点可以容易地连接汽车网络并易于访问所有类型的诊断和服务。此外,通常使用的信号模拟编码可以由数字信号取代,从而得到一条优化的配线束。
车顶:雨水传感器、灯光传感器、灯光控制、天窗,等等
车门:反光镜、中控ECU、反光镜开关、车窗升降、座椅控制开关、门锁,等等
气候:小型电机、控制面板
方向盘:导航控制、雨刷、灯光调节,等等
    可选件:气候控制、收音机、电话,等等
座椅:座椅位置电机、人员在场传感器、控制面板
引擎:传感器、小型电机
    在集中式车身控制系统中,执行器和传感器是通过一个具有CAN连通性的电子控制部件(ECU)进行硬连线的。ECU通过CAN链接与其他主ECU进行信号交换。如果本地执行器和传感器需要高计算性能,就需要选择硬连线。在那些本地性能低的系统中,可能需要选择基于智能执行器和传感器的分布式系统。选择这种配置是为了采用普遍可用的元件实现一个可升级的系统架构。
    这种架构是具有成本效益的,由于电子元件的品种更少,本地智能和网络的附加成本可以通过生产和开发成本的节省得到补偿。这种架构的关键方法是子总线LIN标准、低成本机电和装配和半导体集成。
    在LIN的低端应用中有两个关键因素:(a)与CAN相比,每个节点必须是低通信成本;(b)不需要CAN的性能、带宽和多功能性。LIN相对于CAN的主要成本节省是由以下因素推动的:(1)单线传输;(2)低成本的硬件或芯片内软件实现;(3)在从节点不必使用晶体或压电陶瓷。这些优点包括更低的带宽和限制性的单主节点总线接入方法。LIN和CAN协议的主要特性如下所示。

              LIN                CAN
媒介接入控制            单主节点                多主节点
典型总线速度            2.4至19.6kbd               62.5至500kbd

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