Przesył danych w samochodach

Instalacja elektryczna w Bentleyu Bentayga © Bentley

Udostępnij:

Wraz z rozwojem techniki napędowej samochodów powstała konieczność szybkiej współpracy poszczególnych elementów napędu. W samochodach hybrydowych i elektrycznych sterowanie zaczęło stawiać tak wysokie wymagania, że istniejące możliwości sieci CAN w niektórych momentach okazały się niewystarczające.

Na początku 2012 r. Bosch zaprezentował wariant sieci CAN z tzw. elastyczną prędkością transmisji danych, czyli system CAN FD (CAN Flexible Data-rate). Nowy system rozszerza protokół CAN na dwa sposoby, tj. przez:

  • zwiększenie prędkości transmisji danych do ponad 1 Mb/s (nawet 15 Mb/s w fazie przesyłu danych),
  • zwiększenie ilości danych wysyłanych w jednym komunikacie z 8 do 64 bitów.

Rozwiązanie to umożliwia zwiększenie przepływu danych oraz skrócenie czasu ładowania oprogramowania. Może też znacząco przyspieszyć komunikację w przypadku dłuższych przewodów. W części przypadków architektura sieci CAN pozwala na przejście do protokołu CAN FD bez większej ingerencji w strukturę sieci. Do transmisji danych można wykorzystać te same przewody, co w standardowej sieci CAN.

Szersze zastosowanie magistrali CAN FD jest więcej niż pewne. Na rynku pojawiły się już jakiś czas temu pierwsze pojazdy zbudowane z wykorzystaniem architektury FD w sieciach otwartych CAN Open. Na razie są to projekty prezentowane na targach i wystawach, jednak lada moment będą one dostępne dla większej liczby zainteresowanych.
 

Koszt zastosowania danego rodzaju sieci danych wyrażony jako koszt jednego odgałęzienia sieci.
Ilustracja 1. Koszt zastosowania danego rodzaju sieci danych wyrażony jako koszt jednego odgałęzienia sieci.Źródło: Robert Bosch

Jak widać na wykresie 2, w standardzie CAN FD zwiększono prędkość przesyłu przez upakowanie danych, czyli bezpośrednio przez podniesienie częstotliwości impulsów przesyłanych przez sieć.

Porównanie ramki sygnału w sieci CAN i CAN FD.
Ilustracja 2. Porównanie ramki sygnału w sieci CAN i CAN FD. Źródło: Robert Bosch

TOP w kategorii




Oznacza to, że mimo wykorzystania tych samych przewodów zmienić się musi sposób interpretacji danych przez transceivery. Zmiana ta wymaga tylko fabrycznej zmiany oprogramowania sterowników. To właśnie między nimi wymiana danych będzie odbywała się z wykorzystaniem większych prędkości i przepustowości. Jest to szczególnie ważne w pojazdach hybrydowych i elektrycznych, gdzie ważna jest prędkość przesyłania danych dotyczących parametrów jazdy między sterownikami różnych napędów.

Flexray

Sieć typu Flexray oferuje przesył danych na poziomie 10 Mbit/s. Sieć ta jest stosowana już dość powszechnie od 2006 roku. Pierwszym samochodem, w którym ją zastosowano do obsługi aktywnego zawieszenia, było BMW X5. Pełne zastosowanie tej sieci w architekturze całego samochodu miało miejsce w 2008 roku – także w BMW, ale z serii 7 (F01). Sieć Flexray może być organizowana na wiele różnych sposobów. Możliwa jest konfiguracja w topologii magistrali, gwiazdy oraz gwiazdy rozszerzonej, co jest niewątpliwą zaletą i daje producentom pojazdów większe możliwości projektowania.

Ethernet

Magistrala danych typu Ethernet jest znana od dawna. Nie była jednak wykorzystywana w motoryzacji ze względu na podatność na zakłócenia. Szybkość transmisji danych na poziomie ponad 100 Mbit/s jest jednak bardzo kusząca, szczególnie w czasach, gdy w samochodzie stosuje się tak wiele systemów asystujących i wspomagających jazdę. System Ethernet ma ponadto tę zaletę, że umożliwia połączenie wszystkich sterowników jedną skrętką przewodów, co skutkować może zmniejszeniem masy całej magistrali wymiany danych o 1/3 w porównaniu z innymi sieciami o takiej samej prędkości transmisji danych.

Udostępnij:

Drukuj





aE



Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również