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基于單個ECU的高效車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

汽車電控單元通過遵循CAN、LIN或MOST協(xié)議搭建局域網(wǎng)連接。上述協(xié)議都有傳輸速率有限、帶寬有限、局域網(wǎng)覆蓋面積有限、軟件算法復(fù)雜、功率消耗過高等缺點(diǎn)，并且電控單元數(shù)量的增加還會引起布線變得復(fù)雜、電控單元連接模塊變得龐大。因此，提出了一種新的車載網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)使用一個電控單元來控制車載網(wǎng)絡(luò)中的所有傳輸活動，而不是像傳統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)那樣依靠多個電控單元來控制。

單電控單元網(wǎng)絡(luò)中，所有執(zhí)行與底盤相關(guān)的功能由一個集成的電控單元來實(shí)現(xiàn)。同樣，所有與執(zhí)行車身相關(guān)的功能由另一個集成的電控單元來實(shí)現(xiàn)。各電控單元之間通過兩條專門的通信線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，一條用于數(shù)據(jù)接收，另一條用于數(shù)據(jù)發(fā)送。與CAN總線協(xié)議不同，單電控單元網(wǎng)絡(luò)中定義的通信協(xié)議允許各電控單元可以同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。每個電控單元均有唯一的通道與其它電控單元傳輸數(shù)據(jù)，因而發(fā)送的數(shù)據(jù)中不需要攜帶源地址、目的地址等信息，而是直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收電控單元。由于不存在不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因而不需要協(xié)調(diào)傳輸速率之間的關(guān)系，提高了傳輸速率。

采用Matlab仿真軟件進(jìn)行了仿真模擬。模擬結(jié)果表明，使用單電控單元網(wǎng)絡(luò)可以使電控單元的數(shù)量減少80%，布線復(fù)雜度降低40%。電控單元之間的通信使用了新的串行通信協(xié)議和接口模塊，新的接口模塊可以實(shí)現(xiàn)與故障檢測診斷模塊連接并向后兼容。依據(jù)制定的相關(guān)準(zhǔn)則，在汽車上定位安裝電控單元和相關(guān)模塊的位置，從而減少連接線的長度和復(fù)雜度。通過仿真可知，所設(shè)計(jì)的車載網(wǎng)絡(luò)具有較好的效率和可靠性。

Jihas Khan et al. SAE 2014-01-0246.

編譯：王祥