汽車(chē)网络中的串扰

2022-03-28

汽車(chē)网络中的串扰

关键要点

一些汽車(chē)网络协议是本地互连网络 (LIN)、控制器局域网 (CAN)、面向媒體(tǐ)的系统传输 (MOST) 和 FlexRay。 

汽車(chē)以太网使用(yòng)单根非屏蔽双绞線(xiàn) (UTP) 電(diàn)缆在汽車(chē)中提供经济高效、轻量级的通信解决方案。 

汽車(chē)通信网络中的電(diàn)缆捆绑会引发串扰干扰。

汽車(chē)行业的未来在于自动驾驶汽車(chē)。对于网络安全连接，汽車(chē)行业使用(yòng)以太网。汽車(chē)以太网是車(chē)载信息娱乐、诊断和遠(yuǎn)程传感器连接的必要组成部分(fēn)。与控制器區(qū)域网络 (CAN) 或 FlexRay 等常用(yòng)网络协议相比，汽車(chē)以太网网络具有(yǒu)更多(duō)优势。对于汽車(chē)以太网，网络中的串扰也相对较少。在本文(wén)中，我们将讨论汽車(chē)网络协议和影响汽車(chē)网络的串扰。  

汽車(chē)网络将变得越来越重要

传统的内燃机汽車(chē)正在被自动驾驶汽車(chē)取代。事实上，对自动驾驶汽車(chē)不断增長(cháng)的需求如此之高，以至于大多(duō)数领先的汽車(chē)制造商(shāng)都进入了自动驾驶汽車(chē)生产领域。自动驾驶汽車(chē)依靠電(diàn)子系统而不是机械或液压系统。自动驾驶汽車(chē)中使用(yòng)的電(diàn)子控制单元的尺寸、重量和可(kě)靠性优于传统同类产品。

自动驾驶汽車(chē)中的電(diàn)子控制单元是模块化的独立单元，可(kě)相互通信并与中央系统通信。与现有(yǒu)的驾驶员安全解决方案相比，車(chē)载网络需要能(néng)够以更快的速率和更低的延迟传输数据。汽車(chē)网络应该能(néng)够以更大的带宽处理(lǐ)大量数据流量。已经专门為(wèi)汽車(chē)网络开发了不同的协议。我们将在接下来的部分(fēn)讨论其中的一些。 

汽車(chē)网络协议

一些汽車(chē)网络协议是本地互连网络 (LIN)、控制器局域网 (CAN)、面向媒體(tǐ)的系统传输 (MOST) 和 FlexRay。

本地互连网络 (LIN) - LIN 是一种串行网络协议，用(yòng)于汽車(chē)中，用(yòng)于在車(chē)辆中的各种组件之间进行通信。它是一种低成本的网络标准，用(yòng)于提供低端多(duō)路复用(yòng)通信的汽車(chē)。LIN 总線(xiàn)使用(yòng)命令器/响应器方法进行通信，并通过单線(xiàn)实现。

控制器局域网 (CAN) - CAN 是一种平衡差分(fēn)两線(xiàn)串行通信协议，可(kě)满足汽車(chē)网络对高带宽的需求。它允许自动驾驶汽車(chē)中的電(diàn)子控制单元无缝共享控制数据。CAN 是一种优先级驱动的通信协议。

面向媒體(tǐ)的系统传输 (MOST) - 这是一种高速多(duō)媒體(tǐ)网络，用(yòng)于汽車(chē)中，用(yòng)于在車(chē)辆部件内分(fēn)发信息。MOST 总線(xiàn)使用(yòng)光纤链路作為(wèi)主要通信介质。

FlexRay - FlexRay 是一种串行通信协议，可(kě)在安全关键系统和汽車(chē)的自适应巡航控制中提供可(kě)靠的通信。高数据速率、高数据传输能(néng)力和时间触发通信是 FlexRay 的一些优势。

汽車(chē)以太网——前面提到的汽車(chē)网络协议并不能(néng)提供車(chē)辆可(kě)能(néng)需要的一切。当今的車(chē)辆需要車(chē)联网 (V2X) 连接以及更大的带宽。汽車(chē)以太网协议满足汽車(chē)联网需求，被汽車(chē)行业广泛采用(yòng)。汽車(chē)以太网是一种快速的四線(xiàn)标准通信协议，可(kě)為(wèi)車(chē)载系统提供保护。汽車(chē)以太网使用(yòng)单根非屏蔽双绞線(xiàn) (UTP) 電(diàn)缆在汽車(chē)中提供具有(yǒu)成本效益的轻量级通信解决方案。 

汽車(chē)网络中的串扰

汽車(chē)高速通信总線(xiàn)设计用(yòng)于在恶劣的電(diàn)磁环境中运行。汽車(chē)网络的排放不应干扰車(chē)载或非車(chē)载设备。汽車(chē)网络也应该不受外部噪声的影响。如果汽車(chē)数据网络容易受到電(diàn)磁问题的影响，则会影响車(chē)辆的安全性和可(kě)靠性。

考虑到所有(yǒu)这些方面，電(diàn)磁兼容性是汽車(chē)网络设计的重中之重。電(diàn)磁干扰约束被引入到汽車(chē)電(diàn)气和電(diàn)子架构的设计中，以实现電(diàn)磁兼容。

汽車(chē)网络中的串扰是常见的故障模式之一。串扰是不可(kě)取的，因為(wèi)它会影响車(chē)辆的安全性。串扰现象导致汽車(chē)中存在的通信总線(xiàn)中从一条線(xiàn)路到另一条線(xiàn)路的不必要的能(néng)量耦合，并降低汽車(chē)数据网络的信号完整性。

汽車(chē)通信网络中電(diàn)缆的捆绑会引发串扰干扰，并且可(kě)以观察為(wèi)外来串扰或功率总和外来近端串扰的确定dB值。用(yòng)于数据通信的線(xiàn)束中的多(duō)对線(xiàn)束对汽車(chē)网络的串扰抗扰度是不利的。单根双绞線(xiàn)電(diàn)缆（最常见的以太网電(diàn)缆类型）可(kě)以降低串扰的影响。

在自动驾驶汽車(chē)中建立通信的网络串扰会显着影响汽車(chē)電(diàn)气和電(diàn)子架构的功能(néng)。与其他(tā)通信协议相比，汽車(chē)以太网提供更好的性能(néng)、信号完整性和串扰抗扰度。