O magistralach komunikacyjnych w pojazdach FlexRay, CAN, LIN

Wiele samochodów, nawet w segmencie budżetowym, posiada dużą liczbę elektronicznych systemów sterowania. Większość najnowszych osiągnięć technicznych jest możliwa dzięki zastosowaniu wysokowydajnych komponentów elektronicznych, które wymagają wymiany danych między sobą. Dane te są przesyłane jako seria zsynchronizowanych sygnałów za pośrednictwem specjalnych magistrali: FlexRay, CAN, LIN.

Autobus CAN

CAN to pierwszy ustandaryzowany protokół wymiany danych pomiędzy jednostkami sterującymi. Obecnie CAN jest szeroko stosowany we wszystkich rodzajach transportu i w systemach automatyki przemysłowej.

Cechy magistrali CAN:

• Wykorzystuje różnicową transmisję danych.
• Każda wiadomość zawiera wartość numeryczną, która kontroluje jej kolejność na magistrali i może również służyć jako identyfikator treści wiadomości.
• Zaawansowany schemat obsługi błędów zapewniający retransmisję wiadomości w przypadku ich nieprawidłowego odbioru.
• Efektywna izolacja błędów i usuwanie uszkodzonych węzłów z magistrali.

Korzyści:

• Możliwość pracy w czasie rzeczywistym.
• Niskie koszty.
• Szeroki zakres prędkości pracy.
• Szeroka gama produktów od różnych dostawców.

Wady:

• Szybkość przesyłania danych do 1 Mbps (typowo 500 kbps) jest niewystarczająca dla nowoczesnych systemów bezpieczeństwa aktywnego pojazdów.
• Małe rozmiary wiadomości (maksymalnie 8 bajtów danych).
• Stosunkowo duży rozmiar danych serwisowych w pakiecie (w stosunku do danych użytecznych).
• Uszkodzenie jednej z jednostek sterujących może prowadzić do całkowitego braku działania połączenia CAN.

Bus FlexRay

Autobus FlexRay zastępuje magistralę CAN, od której odróżnia go wyższa prędkość transmisji i większa objętość danych. Magistrala ta jest wykorzystywana w nowoczesnych samochodach w systemach aktywnego bezpieczeństwa i adaptacyjnych tempomatach.

FlexRay

Cechy autobusu FlexRay:

Cechy:

• Wykorzystuje różnicową transmisję danych;
• Transmisja danych jest zaplanowana (czasowo), nie ma potrzeby zarządzania priorytetami wiadomości. Jeśli nie ma nowych danych do przesłania, stara transmisja danych jest powtarzana.
• Każde urządzenie odbierające samo sprawdza poprawność odebranego pakietu danych.

Korzyści:

• Możliwość pracy w czasie rzeczywistym.
• Wysoka prędkość transmisji danych - do 10 Mbit/s.
• Dłuższa długość protokołu transmisji danych - maksymalnie 256 bajtów.
• Po awarii poszczególnych komponentów zachowana jest niezawodna praca ciągła z pozostałymi jednostkami.

Wady:

• Wysoki koszt i wysokie koszty rozwoju nowych węzłów. Wymagane są kontrolery o wysokiej dokładności czasowej i specjalne transceivery.
• Niski poziom sygnału, ograniczający limit długości magistrali.

LIN bus

Magistrala LIN służy do wymiany danych w systemach, w których szybkość transmisji danych nie jest istotna: czujniki i siłowniki układu klimatyzacji, wycieraczek, podnośników szyb, napędu i ogrzewania lusterek, oświetlenia itp.

Cechy magistraliLIN:

• Jednoprzewodowa transmisja danych;
• Na magistrali LIN jeden moduł sterujący jest zawsze modułem nadrzędnym, a pozostałe są modułami podrzędnymi. W sieci można podłączyć do 16 urządzeń.

Korzyści:

• Po awarii poszczególnych komponentów zapewnia niezawodną ciągłą pracę pozostałych elementów w sieci.
• Niski koszt bazy elementów, prostota realizacji.

Wady:

• Niska prędkość transferu danych do 20 kbps.

Firma MSG Equipment opracowuje i produkuje urządzenia do diagnostyki jednostek samochodowych, pracujące na różnych protokołach komunikacyjnych:

• Kontroler MS561 i specjalne kable: diagnostyka układów kierowniczych pracujących na protokołach CAN i FlexRay.
• Tester MS016: odczyt i zapis danych z magistrali LIN.
• Testery i stojaki MSGEquipment: kontrola generatorów poprzez protokół LIN.