CANopen开启数字汽车时代
2004-10-30 10:03:48
来源:中国电子报
进入21世纪,汽车电子的核心技术进入了以数字技术为基础的
网络计算平台时代,简称数字汽车时代。
现代汽车的最大推动力是环保法规,如欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ法规。
我国2005年到2008年将推行欧Ⅲ排放标准,达到欧Ⅲ排放标准以上的
发动机是以数字控制技术为核心的,这意味着未来2年到4年内,我国
将进入数字汽车时代。
汽车网络化推动汽车业发展
汽车核心技术的发展历程从机械到电子化、到数字网络化,而
汽车网络化标志着数字汽车时代的来临。如今CAN-BUS、LIN-BUS、J19
39、CANopen、IDB1394、FlexRay等协议共存,每个标准的协议非常
复杂庞大,涉及很多跨学科的知识,这也需要IT行业及半导体行业
公司的加入,才能把汽车网络做好。如同Internet推动着IT行业的发
展一样,汽车网络标准化也将推动汽车业快速向前发展。
汽车之所以需要网络,是为了提高汽车性能、减少线束。现代汽
车需要更多的ECU(电子控制单元)与传感器信息、计算能力的共享,
这都需要减少线束,而CAN网络经过20多年的发展,已成为最广泛应
用的网络标准。
CANopen以CAN2.0B为基础,可工作到1Mb/s。它融合各种网
络标准精华,主从网络模式可做网络的安全监测;生产者/消费者(P
/C)模式实现信息的交流,提高效率;客户机/服务器(C/S)
模式实现对网络的更新与维护以及面向对象的设计功能。CANopen
系统可配置(可重构)性强,可把汽车网络中的所有ECU看成是一个统
一的计算平台。
CANopen是更先进的嵌入式网络计算平台,它适用于各种车型。我
们要重点关注下一代汽车网络技术的发展,因为利用中国广大的市场,
来支持中国自己参与制定新的汽车网络计算平台标准,可大大降低汽
车的制造与维护成本,并在新一轮的竞争中获得主动。TCP/IP协
议发展成GRID(网格),实现了超级网络计算平台,但CANopen
加上New Profile,可实现汽车现有计算能力的共享,这是值得关
注的。
数字汽车时代需要协同设计
在汽车电子设计方面,系统越来越复杂,因此系统厂商、软件厂
商、芯片厂商通力合作非常重要。数字汽车时代与以往不同的是很多
技术得到迁移与转变,以前的汽车仪表精度取决于传感器,但传感器
精度不高、寿命不长,而数字汽车时代意味着不用传感器,而是应用
网络协议;在故障诊断方面,未来汽车出现什么故障,没有网络协议
解释,就不知道如何解决故障问题;这些技术提供给我们很多新的市
场机会。
在实现方面,为提高可靠性,可在单芯片里把软件硬件化。数字
汽车时代的一个特征就像手机,3个月就会有一个新产品推出,需要
大量的可重构,可能来不及做ASIC,标准、协议就又变了,因此FPGA
会得到更大的发展。过去,网络协议用C语言实现,现在用HDL语言写
入内核,可靠性提高很多。过去产业分工较细,软件、硬件、设计分
开,各做各的,而数字汽车时代需要协同设计,这是其面临的一个挑
战。
通过论坛建立产业联盟
中国汽车电子业面临着几个难题:一是技术标准(国际标准)要花
力气消化;二是核心技术如高性能的芯片设计制造能力要取得突破,
这是有办法实现的;三是进入主流汽车配套体系的壁垒,这最为艰难。
这一方面是我们做的工作不够;另一方面,国外公司故意设立壁垒。
因此我们可以走通过论坛产生开放标准、建立产业联盟的形式来促进
新技术快速进入市场。
最近成立的中国汽车网络计算平台论坛,主要方向是推进现代网
络技术和计算技术在汽车中的应用,目的是为中国汽车信息产业在发
展中更广泛地吸引相关领域的科学技术和工程技术成果,并为以企业
为中心创立有中国特色的技术标准和标准应用联盟,提供交流与发表
见解的平台,从而促进产学研合作,推动技术应用。可做的技术包括
汽车网络多媒体、仪表故障诊断标准化、芯片开发等。同时,这也需
要政府支持,产学研才能做好。
相关链接
汽车数字技术的发展历程
回顾汽车数字技术的发展,1982年,MCU开始用于汽车控
制,把计算机单片化,成为最大的市场驱动力;1985年,为实现汽车
网络化,博世开始开发CAN-BUS;1993年,ECU成为汽车网络计算
平台的基础,现在众多的单片机厂商的芯片都带有CAN-BUS接口;
1995年,博世公开CANopen;1998年,LIN-BUS联盟成立,LIN
成为CAN的补充;2000年,CAN-BUS已成为全球现代汽车基础电子
设备的网络互连基础;目前,BT(蓝牙)、IDB1394、CANopen、J1939
共存,在各种类型的车都能发现,他们都是汽车网络的标准。
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