1、一、总线系统分析系统分析车辆中的电子控制单元通过一个网络相互连接。中央网关模块在这个系统网络中起重要作用。中央网关模块负责将信息从一个总线系统传递至另一个总线系统。发动机控制和底盘调节系统通过 PT-CAN（或 PT-CAN2）和 FlexRay 总线系统与 ZOM 连接。常用车辆电气系统的控制单元通过 K-CAN 和K-CAN2 连接。对于信息和通信技术范围内的大部分控制单元来说在MOST 用作信息载体使用。车辆诊断通过 D-CAN 连接通过访问以太网进行车辆的编程设码。总网络由保障各个控制单元之间通信的不同的总线系统构成。总线系统概述两组总线系统原则上有所不同：主总线系统：以太网、Flex
2、Ray、 K-CAN、 K-CAN2、 MOST、 PT-CAN 和 PT -CAN2子总线系统：BSD 、 D-CAN（诊断 CAN）、LIN、本地 CAN车身 CAN（K-CAN）K-CAN 用于部件的低数据传输率通信， K-CAN 通过中央网关模块也可与其他总线系统连接。一些 K-CAN 中的控制单元使用一根 LIN总线作为子总线，K-CAN 的数据传输率为 100kBit/s，并采用双绞线结构（两根绞合的导线），K-CAN 可在故障情况下作为单线总线运行，车身 CAN2（K-CAN2）K-CAN2 用于控制单元的高数据传输率通信，K-CAN2 通过中央网关模块也可与其他总线系统连接。一
3、根 LIN 总线作为子总线连接在K-CAN2 内的所有控制单元上，K-CAN2 的数据传输率为 500kBit/s，并采用双绞线结构。传动系 CAN （PT-CAN）PT-CAN 将发动机控制与变速器控制以及安全和驾驶者辅助系统范围内的系统相连接，通过连接至各个系统的分支线构成线型结构，PT-CAN 的数据传输率为500kBit/s，并采用双绞线结构，动力传动系 CAN2 （PT-CAN2）PT-CAN2 是发动机控制范围内的 PT-CAN 的一个冗余，也用于将信号传送至燃油泵控制，PT-CAN2 的数据传输率为 500kBit/s，结构是双导线配以辅助唤醒导线。以太网以太网是一种供应商中立的
4、、通过电缆连接的网络技术，使用TCP/IP （ TransmissionControl Protocol/InternetProtocol，传输控制协议互联网络协议）协议和 UDP （User DatagrammProtocol，用户数据报协议）协议作为传输协议。FlexRay每个通道最大数据传输率高达 10MBit/s、FlexRay 明显快于今天在车辆中在车身和驱动机构底盘范围内使用的数据总线，中央网关模块建立不同的总线系统和 FlexRay 之间的连接，根据车辆的装备状态在 ZGM 中有一个或两个各带有四个总线驱动器的星形藕合器，总线驱动器将控制单元的数据通过通信控制器传输至中央网关模块
5、（ZGM ），受到限定的数据传输确保每条信息实时传输给定时控制的部件，实时表示在规定的时间内进行传送。MOST 总线系统MOST 是一种用于多媒体应用的数据总线技术，MOST 总线使用光脉冲用于数据传输，其结构为环形结构，环形结构中的数据传输只沿一个方向进行，只有中央网关模块才能实现 MOST 总线和其他总线系统之间的数据交换，车辆信息电脑用作主控制单元，其余总线系统的网关是中央网关模块。总线系统中的故障可能下列故障原因可能会导致总线故障：总线导线短路总线导线断路网关中出现故障控制单元发送和接收部件中出现故障二、总线结构的常见问题概述总线结构的常见问题（自 E38 起的所有车型和 MINI）：
6、1为什么有如此多的总线？对这个问题原则上有 3 个答案：（1）总线其实本不多，因为：所有的 CAN 总线都源自最初的 CAN总线 PT-CAN 和 KCAN。相对而言，PT-CAN 的数据传输率较高，K-CAN 的数据传输率较低。系统中的许多 CAN 总线（子总线）是根据这些系统命名的，因此产生了许多总线名称，车身总线也与此类似：外围设备总线和仪表总线在技术上与车身总线相同。（2）这些总线是为不同的数据传输率而开发的。数据传输率很高的总线：Byteflight （ BMW 安全总线系统）、MOST 总线和 F1exRay中等数据传输率的总线：两个 CAN 总线 PT-CAN 和 K-CAN 和
7、类似的总线低数据传输率的总线：例如 LIN 总线（3）从历史来看，总线要么是跨制造商开发的，要么是由 BMW 自行开发的：跨制造商的总线标准有：CAN、 LIN 总线、MOST 和 F1exRayBMW 自己的标准有：Byteflight （BMW 安全总线系统）、车身总线和 K - CAN2. CAN 是什么？CAN（控制器区域网络）是一个总线标准，CAN 是在 80 年代由Robert BoschGmbH（与高校合作）开发的，目标是驱动机构和底盘范围内的控制单元的联网。为了控制单元能够相互通信，必须规定一个总线标准，此总线标准规定，在控制单元之间以何种方式发送哪些信息，一个 CAN 信息的
8、组成部分有：SOF、CRC、ID、DEL、ACK 、KBT、EOF、IFS。 SOF 表示“帧起始”（也就是信息的开始） CRC 表示“循环冗余检查”（即校验和比较）ID 表示“识别标志” DEL 表示“定界符”ACK 表示 “确认”（信息无故障）KBT 表示“校验位” EOF 表示“帧结束”IFS 表示“帧间空间”CAN 目前是 BMW 最常用的总线标准， CAN 是一种双线总线，在每部车辆中都有多个具有不同数据传输率的 CAN 总线，具有不同数据传输率的 CAN 总线通过网关（即数据接口）相互连接。3.“高速艳和“低速”或“高” 和“低”在 CAN 总线上有何含义？“高速” 和“低速”表示
9、 CAN 总线的数据传输率。BMW 有 2 种不同的CAN 总线数据传输率：100kBit/s：K-CAN500kBit/s s PT-CAN、F-CAN“高” 和 “低”是一个双线总线的两条导线的表述。例如：“K-CAN 高”或“PT-CAN 高”：较高电压值信号的导线 “K-CAN 低”或“PT-CAN 低”：较低电压值信号的导线数据传输在 2 条导线上更可靠、更抗干扰，且支持电磁相容性。CAN 高速：PT-CAN 或 F-CAN 图 1 所示显示 PT-CAN 或 F-CAN中数据传输的两种电平。CAN- H，即 CAN 高是较高电压值信号的数据导线CAN- L，即 CAN 低是较低电压
10、值信号的数据导线PT-CAN 是“原始”CAN （同 Robert Bosch GMBH 开发的一样），F-CAN 是底盘范围内速度更快的 CAN 总线（也用作 PT-CAN 的子总线）。CAN 低速：K-CAN如图 2 显示 K-CAN 中数据传输的两种电平，K-CAN 是一种降低速度的 PT-CAN：数据传输率比 PT-CAN 上低。提示：K-CAN 在出现故障时可作为单线总线继续工作，如果在 K-CAN 中一条导线失效，则数据仍能通过第 2 条数据导线传递。因此 K-CAN 有很高的故障安全性。4如何理解数据总线的“环形”、“星形”和“ 总线”？在一条数据总线上的各个控制单元可以有不同的
11、排列：当控制单元在总线上一个挨一个排列时，就是：“线形”当控制单元从一个中央控制单元开始呈放射状排列时，就是：“星形”如果控制单元排列成圆形，就是：“环形”控制单元线形排列 CAN 总线具有此种结构（如图 3 所示）。优点：接线简单，并可通过其他控制单元扩充总线结构缺点：如果过多的控制单元在该总线上发送信息，则产生问题，此总线结构只允许最高约 30的负荷利用率，因此常常附加 “子总线”。控制单元呈环形排列 BMW 的 MOST 总线具有此种结构，M-ASK或 CCC 是其他总线的网关（如图 4 所示）。优点：前面和后面的控制单元已明确规定缺点：必须有抵御某个控制单元失灵的保险装置控制单元呈星形
12、排列的在 BMWE65， E66 上，ISIS 具有此种结构（ISIS：智能安全集成系统），SGM（安全和网关模块）是星形结构中的中央控制单元，在最早的 E65 和 E66 上，SIM （安全信息模块）是星形结构的中央控制单元。优点：数据传输率高，安全性高：如果某个控制单元失灵，不会影响其他控制单元缺点：接线复杂5何谓：“子总线”、“主控单元”和“ 副控制单元”？“子总线 ”是从属的总线。子总线通常存在于 CAN 总线上，以便无须通过 CAN 总线传输过多的数据。如果多个控制单元或部件属于一个系统，则为该系统加一个专用总线分支。接在其他数据总线的数据接口上的控制单元常被称为“主控单元”，子总线
13、上的控制单元是“副控制单元”，主控单元和副控制单元之间发送的数据量只加在子总线上，上级总线保持空闲。子总线有多个名称：“本地 CAN”，“专用 CAN”。这些名称已经表明这是一个子总线。MOST 总线上也有“主控元” 和“副控制单元”：一个上级控制单元就是主控单元。主控单元控制所有功能，“副控制单元” 只执行功能，在诊断时 BMW 诊断系统也起 “主控单元” 的作用。诊断期间车辆中的所有控制单元都是“副控制单元”。这些控制单元向 BMW 诊断系统发送数据。在诊断期间BMW 诊断系统是 ”主控单元” 。6.“车身总线”和“外围设备总线”是哪种总线标准？车身总线和外围设备总线是 BMW 自己开发的
14、专用总线标准，外围设备总线是基本模块和活动天窗范围内的车身总线。因为车身总线已经满负荷（E38），所以开发了外围设备总线。7为什么存在“ 日规仪表总线”？在日本规格的 E65， E66 上，、JNAV 和 TEL 不能与 MOST 总线相匹配（由于技术方面的原因），这两个控制单元连接在日规仪表总线上，并通过 FBI 与 MOST 总线相连（FBI：柔性总线接口）。8为什么仪表总线和车身总线也可能是子总线？原则上每一种总线都可变为另一种总线的子总线，前提是，子总线通过一个网关（数据接口）连接到上级总线上。2 个例子：仪表总线在 E87 上是一个子总线，此仪表总线连接 MRS 控制单元和 TCU
15、控制单元车身总线在 E87 和 E90 上是一个从 CAS 至 TAGE 的子总线，E83、E85、E86 、E87、E90：车身总线是一个从 DWA 至 SINE 的子总线提示：在插图中用带点的线段描述子总线，仪表总线、车身总线和F-CAN 也可能是子总线，子总线在现行插图中用带点的线段描述。9什么是 MOST 总线上的同步或异步信道？MOST 总线在光缆中有用于数据传输的不同信道：同步数据传输：TV（数字音频信号的数据传输）、CD 光盘、DVD 光盘异步数据传输：NAV 和 TV（例如视频文本信息和电台列表的传输）控制数据的传送：网关的状态、诊断、信息10. Byteflight （BMW 安全总线系统）的“同步和异步” 有何含义？Byteflight （BMW 安全总线系统）将同步和异步数据传输相组合，因此能够确保随时传输重要的安全数据量：同步数据传输：各个控制单元周期性地（定期地）发送信息异步数据传输：除了同步数据传输外，也可发送受事件控制的信息
