新型汽車(chē)CXPI通信協(xié)議

新型汽車(chē)CXPI通信協(xié)議

由于汽車(chē)電子系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，因此線束的布置十分困難。盡管無(wú)線網(wǎng)路的構(gòu)想已提出多年且進(jìn)行了實(shí)踐，但如轉(zhuǎn)向盤(pán)、車(chē)燈、制動(dòng)系統(tǒng)、安全氣囊等要求即時(shí)反應(yīng)的系統(tǒng)還不能借助無(wú)線網(wǎng)路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，仍需有線控制。同時(shí)，目前采用的汽車(chē)通信架構(gòu)工作時(shí)，均是通過(guò)主電控單元分別與子電控單元的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種架構(gòu)下，使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)多路通信同時(shí)進(jìn)行。介紹了日本自動(dòng)車(chē)技術(shù)會(huì)制定的新型汽車(chē)多路通信協(xié)議，即時(shí)鐘擴(kuò)展外設(shè)接口（CXPI）通信協(xié)議。該協(xié)議具有快速響應(yīng)、可擴(kuò)展性以及高可靠性和低成本等優(yōu)勢(shì)。

CXPI通信協(xié)議采用總線連接式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最大可同時(shí)連接16個(gè)節(jié)點(diǎn)。CXPI通信系統(tǒng)的配置結(jié)構(gòu)包括一個(gè)具有通信微控制器的時(shí)鐘主電控單元，以及若干個(gè)不具有微控制器的子電控單元。為降低生產(chǎn)成本，時(shí)鐘主電控單元可以采用配備微控制器的通用異步收發(fā)器（UART）產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，不使用昂貴的高精度振蕩器。這

里的時(shí)鐘信號(hào)是指一種脈沖寬度調(diào)制波形，邏輯值為“0”或“1”。進(jìn)行通信時(shí)，時(shí)鐘主電控單元在總線上產(chǎn)生一個(gè)恒定的時(shí)鐘信號(hào)，這些時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)通信總線傳輸?shù)礁鱾€(gè)子電控單元上。當(dāng)子電控單元需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，改變時(shí)鐘信號(hào)的邏輯值并隨數(shù)據(jù)一同發(fā)出，同時(shí)對(duì)發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，之后在通信總線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。為了解決通信中產(chǎn)生的沖突，CXPI通信協(xié)議采用帶有沖突監(jiān)測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)技術(shù)（CSMA/CR）。該技術(shù)給予不同的子電控單元相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)。CXPI通信系統(tǒng)工作時(shí)，子電控單元不斷地對(duì)通信總線進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)。若通信總線處于空閑狀態(tài)，則立即進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。若監(jiān)聽(tīng)到通信總線忙碌則不發(fā)送數(shù)據(jù)而發(fā)送位數(shù)較少的通信請(qǐng)求到時(shí)鐘主電控單元。時(shí)鐘主電控單元根據(jù)子電控單元的優(yōu)先級(jí)確定通信總線的使用。對(duì)新型汽車(chē)CXPI通信協(xié)議的測(cè)試表明，其傳輸速率達(dá)到20Kbit/s，可以滿(mǎn)足車(chē)身系統(tǒng)的通信要求。采用CXPI通信協(xié)議后，可減少整車(chē)線束的使用，減輕了整車(chē)質(zhì)量，布置空間也得到了節(jié)約。

Eiji Taki et al.SAE 2016-01-0057.

編譯：王祥