新型汽車CXPI通信協(xié)議

由于汽車電子系統(tǒng)變得越來越復雜，因此線束的布置十分困難。盡管無線網(wǎng)路的構想已提出多年且進行了實踐，但如轉向盤、車燈、制動系統(tǒng)、安全氣囊等要求即時反應的系統(tǒng)還不能借助無線網(wǎng)路進行數(shù)據(jù)傳輸，仍需有線控制。同時，目前采用的汽車通信架構工作時，均是通過主電控單元分別與子電控單元的通信來實現(xiàn)。在這種架構下，使用無線網(wǎng)絡無法實現(xiàn)多路通信同時進行。介紹了日本自動車技術會制定的新型汽車多路通信協(xié)議，即時鐘擴展外設接口（CXPI）通信協(xié)議。該協(xié)議具有快速響應、可擴展性以及高可靠性和低成本等優(yōu)勢。

CXPI通信協(xié)議采用總線連接式拓撲結構，最大可同時連接16個節(jié)點。CXPI通信系統(tǒng)的配置結構包括一個具有通信微控制器的時鐘主電控單元，以及若干個不具有微控制器的子電控單元。為降低生產成本，時鐘主電控單元可以采用配備微控制器的通用異步收發(fā)器（UART）產生時鐘信號，不使用昂貴的高精度振蕩器。這

里的時鐘信號是指一種脈沖寬度調制波形，邏輯值為“0”或“1”。進行通信時，時鐘主電控單元在總線上產生一個恒定的時鐘信號，這些時鐘信號通過通信總線傳輸?shù)礁鱾€子電控單元上。當子電控單元需要傳輸數(shù)據(jù)時，改變時鐘信號的邏輯值并隨數(shù)據(jù)一同發(fā)出，同時對發(fā)出的數(shù)據(jù)進行標記，之后在通信總線上進行數(shù)據(jù)傳輸。為了解決通信中產生的沖突，CXPI通信協(xié)議采用帶有沖突監(jiān)測的載波監(jiān)聽多路訪問技術（CSMA/CR）。該技術給予不同的子電控單元相應的優(yōu)先級。CXPI通信系統(tǒng)工作時，子電控單元不斷地對通信總線進行監(jiān)聽。若通信總線處于空閑狀態(tài)，則立即進行數(shù)據(jù)傳輸。若監(jiān)聽到通信總線忙碌則不發(fā)送數(shù)據(jù)而發(fā)送位數(shù)較少的通信請求到時鐘主電控單元。時鐘主電控單元根據(jù)子電控單元的優(yōu)先級確定通信總線的使用。對新型汽車CXPI通信協(xié)議的測試表明，其傳輸速率達到20Kbit/s，可以滿足車身系統(tǒng)的通信要求。采用CXPI通信協(xié)議后，可減少整車線束的使用，減輕了整車質量，布置空間也得到了節(jié)約。

Eiji Taki et al.SAE 2016-01-0057.

編譯：王祥