汽车网络1——概述

TJ-Yale

1、汽车网络是用来干什么的（what）
2、为什么设计汽车网络（why）
3、汽车网络是怎样实现的（how）

1：
汽车行驶过程中实时的速度是由防抱死系统（ABS）检测得到的，但汽车发动机系统（EMS）也需要这个速度值来作为它执行某些动作的参数；同时仪表盘系统（ICU）也需要得到这个值，并将其显示出来让驾驶人员实时的看到；还有汽车上其他的某些控制单元，也需要这个值，作为其他的一些用途。
“汽车速度”只是汽车上数百条信号（signal）中的一条，这些信号一个控制单元采集，提供给其他的一些模块——汽车网络就是这些信号相互传递的一个载体，通过这个网络各个控制系统之间进行信息的交互。

2：
我们怎么去实现这个功能呢？一个很简单的方法就是，哪些模块需要就接一根线儿到产生这个信号的模块上去，例如：

图1 线束性模块连接

但这样做带来了一系列的问题：
1）随着车上模块的增多，线束将越来越复杂，难以布置
2）线束之间在低频时还好，随着频率的增加，信号串扰、电磁干扰等问题将越来越严重
3）每个控制模块硬件上IO口难以实现，软件上更是难以管理各个分立的信号传输

所以，汽车内部进行数据交换就设计了一种统一、有序的方式，这就是汽车网络。总所周知，比较通用的就是CAN总线——总线只是汽车网络的一种拓扑结构。

3：
将各个模块有序的连接到总线上，并配之以统一的通信协议，让模块之间数据交换通过规定的方式实现，这就形成了一个汽车网络。如下图所示：

图2汽车总线式网络

或者更简洁的：

图3 某经典车型网络拓扑结构

对车载网络上传输的数据，以CAN总线为例进行以下简要说明：
1）具体在网络中传输，数据可以看成是1位（bit）接着1位（bit）的传输的。每一个位或者表示0，或者表示1
2）CAN总线上每一个模块要进行数据传输，都是将这些数据封装成固定而统一的格式发送到总线上——这就是我们说的一帧数据（frame或者message）
3）一帧数据（frame）含有若干个位（bit），例如：

图4 CAN总线网络数据帧结构
任何一个模块就是以这样一种方式将数据传送到总线上，然后被相应的节点接收的。对这样的一帧，稍作简要介绍：
①这样的一帧数据为了表述方便，我们将其分为若干个场，或称之为域，英文field
②每一个场含有若干个位（bit）。例如起始场SOF由1位组成，而仲裁场含有12位。。。。
③帧起始位表面了开始发送这一帧数据；
④仲裁场用来进行总线的仲裁。例如，若干个节点同时要进行数据传输，但总不能都让它们发送啊，那么我们就通过这样一个场来仲裁，判断由谁优先的进行传输
⑤控制场很重要的作用是表明这一帧中数据的长度
⑥数据场装载着我们想要传输的数据内容
⑦循环冗余校验场(CRC)对前面的这些bit进行“加密”，方便接收端校验
⑧EOF就是end of frame，表面了帧结束

hjyperry

谢谢了 楼主受用了 又不用积分 再次谢谢

TJ-Yale

写的很简单，——但这只是一个概述嘛，我觉得就是把概念阐述清楚就好了，对吧？
后面我会参照开放系统互连模型OSI把某公司的整个汽车网络协议栈用我自己的理解表述出来。希望大家多多提出批评和意见，谢谢！

shen87

已经写的很好了，对于我们这些小白关于汽车网络的普及很有帮助。。。

shen87

已经写的很好了，对于我们这些小白关于汽车网络的普及很有帮助。。。

auto_leejie

写的很好了，谢谢楼主，好人一生平安

wx_ZNTe5ptT

很通俗易懂！

旺角卡门

谢谢了 ，学习到了

dftcmiy

最喜欢楼主这样，不需要用积分，就能让还没入门的菜鸟了解些知识的好人了！

bos

学习了，多谢。