汽車電子通信協(xié)議解析

Internet讓世界成了一個地球村，同樣目前汽車內(nèi)采用的各種通信協(xié)議使得汽車更加集成化一體化，理想狀態(tài)下各種信息自由交互，實時到達并且準確無誤。在汽車由機械化電氣化向電子化過渡的過程中，針對具體應用的不同要求而出現(xiàn)了若干通信協(xié)議用于解決電子單元之間的信息交互問題，使用最廣泛的是CAN總線，在主導汽車工業(yè)的歐美車系中它早已經(jīng)得到大規(guī)模使用，近年來相繼出現(xiàn)了LIN總線和flexray總線，由于LIN總線的易于實施加上成本低，而且應用在對實時性要求不高的場合，所以近幾年也開始得到大規(guī)模使用，而Flexray總線由于用在事關安全的線控系統(tǒng)和動力系統(tǒng)，技術門檻高，實施難度大，目前只有掌握頂尖技術的寶馬在其高端車上采納。除了這種總線式的通信協(xié)議，近幾年來藍牙通信也開始在車載信息娛樂系統(tǒng)中得到使用。

在通信協(xié)議的實施中，產(chǎn)業(yè)鏈最底層的便是芯片廠商，它們提供了各種協(xié)議的收發(fā)器和控制器，協(xié)議一致性基本不用考慮，另外的汽車電子零部件供應商，汽車整車廠和車載網(wǎng)絡開發(fā)商各起不同的作用，整車廠定義功能，網(wǎng)絡開發(fā)商制定總線的應用層協(xié)議，零部件供應商便是具體協(xié)議的實施和功能的實現(xiàn)，網(wǎng)絡開發(fā)商和零部件供應商有時是可以合二為一的，事實上汽車電子巨頭如西門子博世德爾福都是這樣的角色。車載網(wǎng)絡開發(fā)就是目前爭論甚廣的應用層協(xié)議的制定，不可否認，這是個很復雜的問題，里面有哪些關鍵技術，有哪些設計協(xié)議的原則，需要考量的功能性和實時性的要求，怎么仿真怎么驗證，這些都是系統(tǒng)性的難題，國內(nèi)在這方面起步晚，專業(yè)人才更少，需要懂汽車，懂通信，懂電子的人才一起做，并且絕對不能只停留在理論研究的層次上閉門造車，必須結合整車廠的需求一起開發(fā)，當然如果只定位在零部件供應商的角色上的話是沒必要搞這個的，因為大型系統(tǒng)的設計從來都是從總體架構到相應零部件模塊的開發(fā)方式，單純的零部件供應商沒有總體架構的意識，也沒有這個驅動力，當然這只是一家之言。

這四種協(xié)議，筆者對LIN總線和藍牙了解比較深，都做過實際的開發(fā)，CAN總線次之，F(xiàn)lexray目前只是蜻蜓點水，也打算好好研究一下，那么下面將分享一下關于LIN和藍牙的一些膚淺的認識。

LIN總線用在不需要CAN總線帶寬的場合，車燈、車門、座椅和雨刷之類的控制是其應用領域，它作為CAN網(wǎng)絡的有效補償，最大的優(yōu)勢在于成本低，首先主要是因為它采取UART的數(shù)據(jù)格式，所以無需獨立的控制器，在UART上以軟件實現(xiàn)即可，而且它有一套獨特的時鐘同步機制使得從節(jié)點可以省卻外部晶振只用處理器的內(nèi)部晶振便能滿足精度要求，這樣那些低速控制應用便會采取成本相比CAN而言大大降低的LIN總線了。LIN總線是一主多從結構，所以應用層協(xié)議主要在主節(jié)點上實現(xiàn)，LIN網(wǎng)絡的開發(fā)的重點也是主節(jié)點的開發(fā)，怎么個開發(fā)法在此不再贅述。

藍牙的應用首先不是為了解決汽車內(nèi)部的線束問題而引入的，它的應用局限在信息娛樂系統(tǒng)上，目前成熟的應用只有免提和流媒體音樂播放。看到網(wǎng)上有人說藍牙這種無線通信可以徹底解決汽車內(nèi)部的線束問題，作為一名藍牙技術人員，我只能無語：典型的空想家的論調。首先汽車內(nèi)部的電磁環(huán)境是有線通信也無法完全適應的，更何況對于無線通信而言，數(shù)據(jù)的可靠傳輸?shù)幕A在于穩(wěn)定的連接，總線式有線通信的連接除非發(fā)生物理故障即斷線才會斷開，而基于跳頻技術的藍牙的連接卻不是那么穩(wěn)定，而且按照當前藍牙協(xié)議，建立藍牙連接的最快時間為2.56秒（尋呼周期為1.28秒，在當前窗口內(nèi)檢測到主設備的尋呼請求，在下個周期內(nèi)給與回應，再下個周期內(nèi)主設備給與回應然后建立連接，顯然最快時間為2.56秒），顯然對實時性和穩(wěn)定性要求比較嚴苛的電子控制單元不能采用藍牙技術。