汽车电子通信协议解析

Internet让世界成了一个地球村，同样目前汽车内采用的各种通信协议使得汽车更加集成化一体化，理想状态下各种信息自由交互，实时到达并且准确无误。在汽车由机械化电气化向电子化过渡的过程中，针对具体应用的不同要求而出现了若干通信协议用于解决电子单元之间的信息交互问题，使用最广泛的是CAN总线，在主导汽车工业的欧美车系中它早已经得到大规模使用，近年来相继出现了LIN总线和flexray总线，由于LIN总线的易于实施加上成本低，而且应用在对实时性要求不高的场合，所以近几年也开始得到大规模使用，而Flexray总线由于用在事关安全的线控系统和动力系统，技术门槛高，实施难度大，目前只有掌握顶尖技术的宝马在其高端车上采纳。除了这种总线式的通信协议，近几年来蓝牙通信也开始在车载信息娱乐系统中得到使用。

在通信协议的实施中，产业链最底层的便是芯片厂商，它们提供了各种协议的收发器和控制器，协议一致性基本不用考虑，另外的汽车电子零部件供应商，汽车整车厂和车载网络开发商各起不同的作用，整车厂定义功能，网络开发商制定总线的应用层协议，零部件供应商便是具体协议的实施和功能的实现，网络开发商和零部件供应商有时是可以合二为一的，事实上汽车电子巨头如西门子博世德尔福都是这样的角色。车载网络开发就是目前争论甚广的应用层协议的制定，不可否认，这是个很复杂的问题，里面有哪些关键技术，有哪些设计协议的原则，需要考量的功能性和实时性的要求，怎么仿真怎么验证，这些都是系统性的难题，国内在这方面起步晚，专业人才更少，需要懂汽车，懂通信，懂电子的人才一起做，并且绝对不能只停留在理论研究的层次上闭门造车，必须结合整车厂的需求一起开发，当然如果只定位在零部件供应商的角色上的话是没必要搞这个的，因为大型系统的设计从来都是从总体架构到相应零部件模块的开发方式，单纯的零部件供应商没有总体架构的意识，也没有这个驱动力，当然这只是一家之言。

这四种协议，笔者对LIN总线和蓝牙了解比较深，都做过实际的开发，CAN总线次之，Flexray目前只是蜻蜓点水，也打算好好研究一下，那么下面将分享一下关于LIN和蓝牙的一些肤浅的认识。

LIN总线用在不需要CAN总线带宽的场合，车灯、车门、座椅和雨刷之类的控制是其应用领域，它作为CAN网络的有效补偿，最大的优势在于成本低，首先主要是因为它采取UART的数据格式，所以无需独立的控制器，在UART上以软件实现即可，而且它有一套独特的时钟同步机制使得从节点可以省却外部晶振只用处理器的内部晶振便能满足精度要求，这样那些低速控制应用便会采取成本相比CAN而言大大降低的LIN总线了。LIN总线是一主多从结构，所以应用层协议主要在主节点上实现，LIN网络的开发的重点也是主节点的开发，怎么个开发法在此不再赘述。

蓝牙的应用首先不是为了解决汽车内部的线束问题而引入的，它的应用局限在信息娱乐系统上，目前成熟的应用只有免提和流媒体音乐播放。看到网上有人说蓝牙这种无线通信可以彻底解决汽车内部的线束问题，作为一名蓝牙技术人员，我只能无语：典型的空想家的论调。首先汽车内部的电磁环境是有线通信也无法完全适应的，更何况对于无线通信而言，数据的可靠传输的基础在于稳定的连接，总线式有线通信的连接除非发生物理故障即断线才会断开，而基于跳频技术的蓝牙的连接却不是那么稳定，而且按照当前蓝牙协议，建立蓝牙连接的最快时间为2.56秒（寻呼周期为1.28秒，在当前窗口内检测到主设备的寻呼请求，在下个周期内给与回应，再下个周期内主设备给与回应然后建立连接，显然最快时间为2.56秒），显然对实时性和稳定性要求比较严苛的电子控制单元不能采用蓝牙技术。