Про шини комунікації в автомобілях FlexRay, CAN, LIN

Багато автомобілів навіть бюджетного сегмента мають велику кількість електронних систем управління. Впровадження більшості новітніх технічних розробок стало можливим завдяки використанню високопродуктивних електронних компонентів, які вимагають обміну даними між ними. Ці дані передаються у вигляді серії синхронізованих сигналів за спеціальними шинами: FlexRay, CAN, LIN.

Шина CAN

 CAN – це перший стандартизований протокол обміну даними між блоками управління. Сьогодні CAN широко поширений на всіх видах транспорту і використовується в системах автоматизації промислового виробництва.

Особливості шини CAN:

• Використовує диференціальну передачу даних.
• Кожне повідомлення містить числове значення, яке управляє його черговістю на шині, а також може служити ідентифікатором вмісту повідомлення.
• Продумана схема обробки помилок, що забезпечує повторну передачу повідомлень, якщо вони не були отримані належним чином.
• Ефективна система ізоляції збоїв і видалення збійних вузлів з шини.

Переваги:

• Можливість роботи в режимі реального часу.
• Помірна вартість.
• Широкий діапазон швидкостей роботи.
• Наявність широкого асортименту продуктів від різних постачальників.

Недоліки:

• Швидкість передачі даних до 1 Мбіт/с (зазвичай 500 кбіт/с) недостатня для сучасних систем активної безпеки автомобіля.
• Малі розміри повідомлень (максимум 8 байтів даних).
• Великий розмір службових даних в пакеті (щодо корисних даних).
• Пошкодження одного з блоків управління може привести до повної непрацездатності CAN-з'єднання.

Шина FlexRay

Шина FlexRay прийшла на заміну шині CAN. FlexRay має високу швидкість передачі та більший обсяг переданих даних. Шина використовується в сучасних автомобілях в системах активної безпеки та адаптивного круїз-контролю.

Особливості шини FlexRay:

• Використовує диференціальну передачу даних;
• Передача даних відбувається за заданим розкладом (за часом), відсутня необхідність управління пріоритетами повідомлень. Якщо нових даних для передачі немає, то повторюється передача старих.
• Кожен приймальний пристрій саме перевіряє коректність прийнятого пакета даних.

Переваги:

• Можливість роботи в режимі реального часу.
• Висока швидкість передачі даних – до 10 Мбіт/с.
• Велика довжина протоколу передачі даних – максимум 256 байтів.
• Після виходу з ладу окремих компонентів зберігається надійна безперервна робота з іншими блоками.

Недоліки:

• Висока вартість та великі витрати на розробку нових вузлів. Потрібні контролери, здатні працювати з високою часовою точністю та спеціальні трансивери.
• Низький рівень сигналів, що обмежує максимальну довжину шини.

Шина LIN

Шина LIN застосовується для обміну даними в системах, де швидкість передачі даних не має значення: датчики й виконавчі механізми кліматичної системи, двірники, склопідіймач, привод та обігрів дзеркал заднього виду, освітлення й т.д.

Особливості шини LIN:

• Однопровідна передача даних;
• На шині LIN завжди один модуль управління – головний модуль, а решта підлеглі. У мережі може бути увімкнуто до шістнадцяти пристроїв.

Переваги:

• Після виходу з ладу окремих компонентів забезпечується надійна безперервна робота інших елементів в мережі.
• Низька вартість елементної бази, простота реалізації.

Недоліки:

• Низька швидкість передачі даних до 20 Кбіт/с.

Компанія MSG Equipment розробляє та випускає обладнання для діагностики агрегатів автомобілів, що працюють по різних протоколах комунікації:

• контролер MS561 та спеціальні кабелі: діагностика кермових рейок, які працюють по протоколах CAN та FlexRay.
• тестер MS016: зчитування та збереження даних з LIN шини.
• тестери та стенди MSG Equipment: управління генераторами по протоколу LIN.