Что такое шина питания

Основные шины компьютера

Компьютер состоит из множества различных компонентов, это центральный процессор, память, жесткий диск, а также огромное количество дополнительных и внешних устройств, таких как экран, мышка клавиатура, подключаемые флешки и так далее. Всем этим должен управлять процессор, передавать и получать данные, отправлять сигналы, изменять состояние.

Что такое шина компьютера

По способу передачи данных шины делятся на последовательные и параллельные. Последовательные шины передают данные по одному проводнику, один бит за один раз, в параллельных шинах передача данных разделена между несколькими проводниками и поэтому можно передать большее количество данных.

Виды системных шин

Все шины компьютера можно разделить за их предназначением на несколько типов. Вот они:

Также к шинам ввода/вывода подключается шина расширений. Именно к этим шинам подключаются такие компоненты компьютера, как сетевая карта, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск и другие и их мы более подробно рассмотрим в этой статье.

Вот наиболее распространенные типы шин в компьютере для расширений:

А теперь давайте более подробно разберем все эти шины персональных компьютеров.

Шина ISA

Раньше это был наиболее распространенный тип шины расширения. Он был разработан компанией IBM для использования в компьютере IBM PC-XT. Эта шина имела разрядность 8 бит. Это значит что можно было передавать 8 бит или один байт за один раз. Шина работала с тактовой частотой 4,77 МГц.

Для процессора 80286 на базе IBM PC-AT была сделана модификация конструкции шины, и теперь она могла передавать 16 бит данных за раз. Иногда 16 битную версию шины ISA называют AT.

Шина MCA

Компания IBM разработала эту шину в качестве замены для ISA, для компьютера PS/2, который вышел в 1987 году. Шина получила еще больше усовершенствований по сравнению с ISA. Например, была увеличена частота до 10 МГц, а это привело к увеличению скорости, а также шина могла передавать 16 или 32 бит данных за раз.

Также была добавлена технология Bus Mastering. На плате каждого расширения помещался мини-процессор, эти процессоры контролировали большую часть процессов передачи данных освобождая ресурсы основного процессора.

Одним из преимуществ этой шины было то, что подключаемые устройства имели свое программное обеспечение, а это значит что требовалось минимальное вмешательство пользователя для настройки. Шина MCA уже не поддерживала карты ISA и IBM решила брать деньги от других производителей за использование этой технологии, это сделало ее непопулярной с сейчас она нигде не используется.

Шина EISA

Эта шина была разработана группой производителей в качестве альтернативы для MCA. Шина была приспособлена для передачи данных по 32 битному каналу с возможностью доступа к 4 Гб памяти. Подобно MCA для каждой карты использовался микропроцессор, и была возможность установить драйвера с помощью диска. Но шина все еще работала на частоте 8 МГц для поддержки карт ISA.

Слоты EISA в два раза глубже чем ISA, если вставляется карта ISA, то она использует только верхний ряд разъемов, а EISA использует все разъемы. Карты EISA были дорогими и использовались обычно на серверах.

Шина VESA

Шина VESA была разработана для стандартизации способов передачи видеосигнала и решить проблему попыток каждого производителя придумать свою шину.

Шина VESA имеет 32 битный канал передачи данных и может работать на частоте 25 и 33 МГц. Она работала на той же тактовой частоте, что и центральный процессор. Но это стало проблемой, частота процессора увеличивается и должна была расти скорость видеокарт, а чем быстрее периферийные устройства, тем они дороже. Из-за этой проблемы шина VESA со временем была заменена на PCI.

Слоты VESA имели дополнительные наборы разъемов, а поэтому сами карты были крупными. Тем не менее сохранялась совместимость с ISA.

Шина PCI

В PCI можно использовать технологию Plug and Play (PnP). Все карты PCI поддерживают PnP. Это значит, что пользователь может подключить новую карту, включить компьютер и она будет автоматически распознана и настроена.

Также тут поддерживается управление шиной, есть некоторые возможности обработки данных, поэтому процессор тратит меньше времени на их обработку. Большинство PCI карт работают на напряжении 5 Вольт, но есть карты, которым нужно 3 Вольта.

Шина AGP

Необходимость передачи видео высокого качества с большой скоростью привела к разработке AGP. Accelerated Graphics Port (AGP) подключается к процессору и работает со скоростью шины процессора. Это значит, что видеосигналы будут намного быстрее передаваться на видеокарту для обработки.

PCI-Express

Это модифицированная версия стандарта PCI, которая вышла в 2002 году. Особенность этой шины в том что вместо параллельного подключения всех устройств к шине используется подключение точка-точка, между двумя устройствами. Таких подключений может быть до 16.

Это дает максимальную скорость передачи данных. Также новый стандарт поддерживает горячую замену устройств во время работы компьютера.

PC Card

Шина Personal Computer Memory Card Industry Association (PCICIA) была создана для стандартизации шин передачи данных в портативных компьютерах.

Шина SCSI

Шина SCSI была разработана М. Шугартом и стандартизирована в 1986 году. Эта шина используется для подключения различных устройств для хранения данных, таких как жесткие диски, DVD приводы и так далее, а также принтеры и сканеры. Целью этого стандарта было обеспечить единый интерфейс для управления всеми запоминающими устройствами на максимальной скорости.

Шина USB

Это стандарт внешней шины, который поддерживает скорость передачи данных до 12 Мбит/сек. Один порт USB (Universal Serial Bus) позволяет подключить до 127 периферийных устройств, таких как мыши, модемы, клавиатуры, и другие устройства USB. Также поддерживается горячее удаление и вставка оборудования. На данный момент существуют такие внешние шины компьютера USB, это USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB Type-C.

USB 1.0 был выпущен в 1996 году и поддерживал скорость передачи данных до 1,5 Мбит/сек. Стандарт USB 1.1 уже поддерживал скорость 12 Мбит/сек для таких устройств, как жесткие диски.

USB 3.0 появился в 2008 году и поднял стандарт скорости еще выше, теперь данные могут передаваться со скоростью 5 Гбит/сек. Также было увеличено количество устройств, которые можно питать от одного порта. USB 3.1 был выпущен в 2013 и тут уже поддерживалась скорость до 10 Гбит/с. Также для этой версии был разработан компактный разъем Type-C, к которому коннектор может подключаться любой стороной.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели основные шины компьютера, историю их развития, назначение шин компьютера, их типы и виды. Надеюсь эта статья была для вас полезной и вы узнали много нового.

На завершение небольшое видео про шины и интерфейсы компьютера:

Источник

Шина (компьютер)

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

Содержание

История

Первое поколение

Ранние компьютерные шины были группой проводников, подключающей компьютерную память и периферию к процессору. Почти всегда для памяти и периферии использовались разные шины, с разным способом доступа, задержками, протоколами.

Одним из первых усовершенствований стало использование прерываний. До их внедрения компьютеры выполняли операции ввода-вывода в цикле ожидания готовности периферийного устройства. Это было бесполезной тратой времени для программ, которые могли делать другие задачи. Также, если программа пыталась выполнить другие задачи, она могла проверить состояние устройства слишком поздно и потерять данные. Поэтому инженеры дали возможность периферии прерывать процессор. Прерывания имели приоритет, так как процессор может выполнять только код для одного прерывания в один момент времени, а также некоторые устройства требовали меньших задержек, чем другие.

Некоторое время спустя компьютеры стали распределять память между процессорами. На них доступ к шине также получил приоритеты.

Классический и простой способ обеспечить приоритеты прерываний или доступа к шине заключался в цепном подключении устройств.

DEC отмечала, что две разные шины могут быть излишними и дорогими для малых, серийных компьютеров и предложила отображать периферийные устройства на шину памяти, так, что они выглядели как области памяти. В то время это было очень смелым решением, и критики предсказывали ему провал.

Первые миникомпьютерные шины представляли пассивные объединительные платы, подключенные к контактам микропроцессора. Память и другие устройства подключались к шине с использованием тех же контактов адреса и данных, что и процессор. Все контакты были подключены параллельно. В некоторых случаях, например в IBM PC, необходимы дополнительные инструкции процессора для генерации сигналов, чтобы шина была настоящей шиной ввода-вывода.

Во многих микроконтроллерах и встраиваемых системах шины ввода-вывода до сих пор не существует. Процесс передачи контролируется ЦПУ, который в большинстве случаев читает и пишет информацию в устройства, так, как будто они являются блоками памяти. Все устройства используют общий источник тактового сигнала. Периферия может запросить обработку информации путём подачи сигналов на специальные контакты ЦПУ, используя какие-либо формы прерываний. Например, контроллер жёсткого диска уведомит процессор о готовности новой порции данных для чтения, после чего процессор должен считать их из области памяти, соответствующей контроллеру. Почти все ранние компьютеры были построены по таким принципам, начиная от Altair с шиной S-100, заканчивая IBM PC в 1980‑х.

Такие простые шины имели серьёзный недостаток для универсальных компьютеров. Всё оборудование на шине должно было передавать информацию на одной скорости и использовать один источник синхросигнала. Увеличение скорости процессора было непростым, так как требовало такого же ускорения всех устройств. Это часто приводило к ситуации, когда очень быстрым процессорам приходилось замедляться для возможности передачи информации некоторым устройствам. Хотя это допустимо для встраиваемых систем, данная проблема непозволительна для коммерческих компьютеров. Другая проблема состоит в том, что процессор требуется для любых операций, и когда он занят другими операциями, реальная пропускная способность шины может значительно страдать.

Такие компьютерные шины были сложны в настройке, при наличии широкого спектра оборудования. Например, каждая добавляемая карта расширения могла требовать установки множества переключателей для задания адреса памяти, адреса ввода-вывода, приоритетов и номеров прерываний.

Второе поколение

Компьютерные шины «второго поколения», например NuBus решали некоторые из вышеперечисленных проблем. Они обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller). Такая архитектура позволила увеличивать скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной. При помощи контроллера устройства на шине могли взаимодействовать друг с другом без вмешательства центрального процессора. Новые шины имели лучшую производительность, но также требовали более сложных карт расширения. Проблемы скорости часто решались увеличением разрядности шины данных, с 8-ми битных шин первого поколения до 16 или 32-х битных шин во втором поколении. Также появилась программная настройка устройств для упрощения подключения новых устройств, ныне стандартизованная как Plug-n-play.

Однако новые шины, так же как и предыдущее поколение, требовали одинаковых скоростей от устройств на одной шине. Процессор и память теперь были изолированы на собственной шине и их скорость росла быстрее, чем скорость периферийной шины. В результате, шины были слишком медленны для новых систем и машины страдали от нехватки данных. Один из примеров данной проблемы: видеокарты быстро совершенствовались, и им не хватало пропускной способности даже новых шин Peripheral Component Interconneсt (PCI). Компьютеры стали включать в себя Accelerated Graphics Port (AGP) только для работы с видеоадаптерами. В 2004 году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

Увеличивающееся число внешних устройств стало применять собственные шины. Когда были изобретены приводы дисков, они присоединялись к машине при помощи карты, подключаемой к шине. Из-за этого компьютеры имели много слотов расширения. Но в 1980‑х и 1990‑х были изобретены новые шины SCSI и IDE решившие эту проблему и оставив большую часть разъёмов расширения в новых системах пустыми. В наше время типичная машина поддерживает около пяти различных шин.

Шины стали разделять на внутренние (local bus) и внешние (external bus). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров. IDE является внешней шиной по своему предназначению, но почти всегда используется внутри компьютера.

Третье поколение

Шины «третьего поколения» [какие?] обычно позволяют использовать как большие скорости, необходимые для памяти, видеокарт и межпроцессорного взаимодействия, так и небольшие при работе с медленными устройствами, например, приводами дисков. Также они стремятся к большей гибкости в терминах физических подключений, позволяя использовать себя и как внутренние и как внешние шины, например для объединения компьютеров. Это приводит к сложным проблемам при удовлетворении различных требований, так что большая часть работ по данным шинам связана с программным обеспечением, а не с самой аппаратурой. В общем, шины третьего поколения больше похожи на компьютерные сети, чем на изначальные идеи шин, с большими накладными расходами, чем у ранних систем. Также они позволяют использовать шину нескольким устройствам одновременно.

Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей. Разработаны шины (например Wishbone) для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Источник

Шины передачи данных

Приветствую всех!
В этом посте поговорим о шинах передачи данных по которым общаются электронные блоки управления.

Начнем немного с истории.

1590 г. Термин «электричество» происшедшее от греческого «электрон», что означает «янтарь» был
впервые использован английским физиком Уильямом Гилбертом, который объяснил разницу между электрическим и магнитным полем.
1729 г. Стивен Грей объясняет разницу между проводниками и изоляторами.
1734 г. Француз Шарль Дюфе ( Charles Dufay ) открыл 2 типа электричества (положительное и отрицательное).
1795 г. Строительство первой электрохимической ячейки Алессандро Вольта в Италии
1820 г. Серия крупных открытий, касающихся магнитных эффектов и взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями.
1835 г. Открытие электромагнитной индукции английским ученым Майклом Фарадеем, который демонстрирует, что ток создается переменным магнитным полем (основной принцип работы генератора).
1842 г. Строительство первого электромобиля в Англии.
1860 г. Создание первого ДВС с электрическим зажиганием, распределителем и свечами
зажигания.
1864 г. Джеймс К. Максвелл (шотландец) суммирует законы электромагнетизма в четырех уравнениях — единая теория.
1897 г. Открытие электрона англичанином Джозефом Дж. Томсоном.
1910 г. Производство первого автомобиля с генератором.
1912 г. Производство первого автомобиля со стартером.
1947 г. Разработка первого транзистора
1969 г. Volvo представляет свою первую электронную систему (D-Jetronic) на двигателе B20E.
Это была аналоговая система не оборудованная ни процессором, ни памятью.
1971 г. Разработка микропроцессора Тедом Хоффом (американцем) в лаборатории Intel.
1984 г. Коды неисправности считываются с помощью мигающих светодиодов.
1986 г. Маршрутный компьютер на Volvo 480 использует мультиплексную связь между микропроцессором и дисплеем. Дисплей состоит из 64 индивидуально изменяемых элементов, управление которыми осуществляется с помощью четырех выводов.

Электрические и электронные системы автомобиля относятся к области быстро развивающейся технологии, наиболее передовые системы управления оснащены большим количеством датчиков и исполнительных механизмов. Это создает повышенный спрос на разделение общих данных. Ответом стало развитие сетей передачи данных, которые позволяют справиться с новыми трудностями в этой области.

А так выглядят схемы современных автомобилей

Проводка проходит по всему автомобилю, вот пример как проложена кузовная проводка

Блоки управления используют информационные сообщения для обмена данными и логикой по шине сети. Данные передаются в виде серии синхронизированных сигналов в типичном «двоичном коде». В двоичном коде каждому синхронизированному блоку, или «биту», присваивается значение «0» или «1», в зависимости от его напряжения. Каждый блок из восьми битов составляет «байт» (четыре бита составляют «ниббл»).
Пример байта — 00010111.

Скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с). Например, если сеть передает данные со скоростью 2,4 кбит, это означает, что каждую секунду передается 2400 битов информации. Следует помнить о том, что один бит является двоичным значением 0 или 1, поэтому каждую секунду передается определенное сочетание этих 2400 нулей или единиц.

Шина CAN
Локальная сеть контроллеров (CAN) была впервые введена в автомобильной промышленности в 1992 году компанией Bosch. Теперь CAN — это международный стандарт, широко используемый за рамками автомобильной промышленности.
Расширенные требования к функциональности в автомобиле, по причине требований законодательств и клиентов, привело к расширению усовершенствованных функций автомобиля. Это, в свою очередь, способствовало развитию систем электрооборудования в направлении повышения их гибкости. В результате исследовательских работ создана локальная сеть CAN. Локальная сеть позволяет передавать и принимать по одному кабелю большое количество различных команд и сообщений. Каждая команда или сообщение обычно нуждались в отдельных проводах. Локальная сеть позволила расширить функциональность системы без увеличения количества проводов.
Количество команд и сообщений, с которыми возможна работа в сети зависит в том числе от скорости сети и продолжительности сообщения/команды. В сети, основанной на сети CAN возможна передача 500 различных сигналов и примерно 100 сообщений. Эти сообщения называются фреймами (Frame). Каждое сообщение может содержать несколько сигналов.

Преимущества сети CAN.

Упрощение добавления функций и установки аксессуаров
Так как модули управления уже подсоединены друг к другу в сети, и в них легко добавить дополнительную информацию, все, что требуется, это:

— Подсоединить датчики к модулю управления
— Подсоединить управляемый компонент к модулю управления
— Загрузить программное обеспечение в модуль управления
— Изменить конфигурацию

Длина проводки и число компонентов, имеющихся теперь в автомобиле — меньше, чем ранее. Примером такого добавления может быть система поддержания постоянной скорости. До внедрения сети установка модулей управления, выключателей, вакуумных насосов, вакуумных усилителей, шлангов и кабельных жгутов была необходимой.
При наличии сети необходима только установка выключателя и загрузка программного обеспечения, которая изменяет конфигурацию автомобиля.

Упрощение внедрения логических функций

Логические функции можно пояснить как «если это произойдет, то должно произойти следующее». Например, система запрограммирована так, чтобы при выходе из строя задней лампы, водителю было подано об этом предупреждающее сообщение на панели приборов.

Единственное, что необходимо сделать для введения логической функции, это внести программные изменения в соответствующие модули управления: в центральный электронный
модуль (CEM на Volvo, CJB на Land Rover) и другие ЭБУ.

Упрощение адаптации системы к требованиям владельца автомобиля и рынка сбыта

Функции могут меняться в соответствии с пожеланиями автовладельца при заказе автомобиля, а так же требованиями рынка сбыта. Для примера можно взять задние противотуманные фонари. В одних странах используются два задних противотуманных фонаря, а в других — только один, со стороны водителя. Раньше требовалось хранить запас различных запчастей для разных рынков сбыта. Сейчас же можно использовать одинаковые запчасти для всех рынков сбыта, выполняя программирование системы в соответствии с требованиями конкретного рынка сбыта.

Для программирования всего модельного ряда можно использовать единую базовую
систему

Похожие сети могут быть использованы для большого количества различных автомобилей.
Единственное отличие такого автомобиля заключается в следующем:

— Компоненты (модули управления, управляемые датчиками компоненты, и т.д.), подсоединенные к системе
— Какие компоненты что делают.
— Какие компоненты/функции являются стандартными, дополнительными и вспомогательными
— Конфигурация/программирование системы.

Существует высокоскоростная шина CAN и среднескоростная.
В сеть входит определенное количество модулей (называемых еще узлами), связанных один с другим линиями коммуникации. Каждый модуль управления получает питание и заземлен индивидуально, и получает сообщения (команды) по двум кабелям коммуникации. В обеих сетях (высокоскоростная и среднескоростная) модули управления подключены на разных шинах.

При обрыве, модули управления не будут осуществлять связь с другими частями сети. Но обрыв на одной ветви отключает один модуль, другие модули в этой части цепи будут продолжать функционировать.

Но как правило при неисправности одного модуля происходит ошибка в других, т.к. они не могут получить нужную информацию от них и в результате выдают ошибку. Например, если произойдет обрыв шины CAN блока ABS, то другие системы как пневматическая система, динамическая стабилизация не смогут работать корректно. В результате на панели приборов высветиться много значков неисправности, не только знак ABS.

Как писал ранее сеть состоит из двух частей.
Высокоскоростная сторона (HS CAN) передает сигналы (сообщения) между центральным электронным модулем (CEM) и модулями управления в основном в отсеке
двигателя. Среднескоростная сторона (MS CAN) передает сигналы/сообщения между
центральным электронным модулем (CEM) и модулями управления салона и в отсеке багажника.

Скорость передачи данных HS CAN = 500 кбит/с
Скорость передачи данных MS CAN = 125 кбит/с

Для подавления электрических отражений и помех в локальной сети CAN установлены согласующие резисторы (по одному на каждом окончании высокоскоростного и низкоскоростного участков локальной сети), которые обеспечивают сопряжение CAN H и CAN L локальной сети. Каждый согласующий резистор имеет сопротивление 120 Ом.

Напряжения между CAN L и «массой», среднее значение, приблизительно равно 2,3 В.
Напряжения между CAN H и «массой», среднее значение, приблизительно равно 2,8 В.

При исправной шине, измеряя на диагностическом разъеме, сопротивление 60 Ом.
Коммуникация осуществляется по двум кабелям. Эти два кабеля скручены вместе.

В сети могут возникать конфликты, когда несколько модулей управления хотят передать сообщение одновременно, например, когда водитель нажимает на тормоз, и пассажир в переднем сидении в это время меняет установки климата. Чтобы функции выполнялись безупречно, эти сообщения должны быть установлены в порядке приоритета. Кроме того, время задержки, возникшее в данной ситуации должно быть в определенных рамках. Клиент не должен ощущать медленного выполнения функции.
Чтобы разрешить проблемы, касающиеся конфликтов и временных задержек, имеется приоритетный порядок сообщений, с тем чтобы обеспечить хорошую функциональность.

В случаях когда шина повреждена (обрыв провода, КЗ на массу или цепь питания) провода ремонтируются путем скрутки и изоляции провода или сращивание специальными обжимками. При ремонте необходимо учитывать, что шина CAN это витая пара и нужно соблюсти эти «витки».

Шина LIN
Сеть состоит из нескольких модулей управления, связанных один с другим коммуникационным кабелем. Модули управления имеют отдельное питание, заземлены и обмениваются информацией в любом направлении по коммуникационным кабелям. При обрыве коммуникационных кабелей, модули управления не смогут больше осуществлять коммуникацию с другими модулями. Но модули перед обрывом на кабеле, смогут по-прежнему осуществлять коммуникацию. На шине LIN всегда один модуль управления является главным модулем. Другие модули на той же шине LIN являются подчиненными модулями.

Преимущество использования шины LIN заключается в том, что вместо использования одного кабеля для каждой функции, последовательная коммуникация по сети возможна благодаря сотням сигналов и функций, которые управляются или считываются на одном и том же кабеле. Такую сеть легче приспособить к системе по запросу клиента и рынка. В отношении к количеству функций и подключенным компонентам, длина электропроводки будет короче и электрическая система проще, и удобнее для обслуживания в сравнении с прямым подключением.

LIN функционирует в обоих направлениях, это означает, что информация может передаваться в обоих направлениях. Модули могут передавать информацию поочередно.

Протокол LIN является дополнением CAN. LIN представляет собой более дешевый вариант в сравнении с CAN и используется там, где скорость передачи и производительность не являются определяющими.

Скорость передачи шины LIN составляет 9,6 кбит/с.

В наших автомобилях, блок управления климат контролем, управляет моторчиками заслонок по локальной шине LIN. Блок управления является главным блоком, а моторчики являются подчиненными. В большинстве случаев главный узел можно идентифицировать, поскольку он оснащен дополнительным соединением по шине CAN, что позволяет собирать другие данные и обрабатывать их для принятия решений. Три подчиненных узла представляют собой мехатронные блоки, которые объединяют в себе рабочие схемы и программное обеспечение с шаговыми двигателями, чтобы управлять заслонками распределения системы отопления и вентиляции.

Модули управления, используемые в качестве подчиненных модулей на шинах LIN, поставляются сконфигурированными, и тем самым запрограммированными на определенный режим работы. То есть, например, при замене одного из сервоприводов, важно устанавливать именно тот моторчик который вышел из строя, они не взаимозаменяемые, хотя могут выглядеть так же. Главный блок отправляет сообщение каждому блоку свое, и если вы установите, например моторчик левый на правую сторону, то при регулировке левой стороны у Вас будет регулироваться правая сторона.

Напряжение на коммуникационном кабеле зависит от питающего напряжения. В общем, среднее значение в процессе коммуникации составляет примерно 2/3 питающего напряжения. При нормальном напряжении питания и при нормальной коммуникации среднее значение напряжения в шине LIN лежит в приделе 7-8 В.

Сообщение по сети LIN называется «Frame» и состоит из следующих составных частей:
Прерывание синхронизации.
Используется для пробуждения подчиненного модуля, который находится в спящем режиме.

Поле синхронизации.
Поле синхронизации помогает подчиненному модулю синхронизироваться на частоту главного узла, чтобы передаваемые сообщения принимались правильно.

Поле идентификации.
Содержит информацию об адресе сообщения, размере и содержании сообщения. Все узлы могут считывать сообщение и выполнять действия, но только один модуль имеет право отвечать на сообщение. То, какой модуль имеет такое право (отвечать на сообщение), определяется идентификатором.

Информационные данные.
Передаваемые данные могут быть длиной от двух до восьми байтов.

Проверочная сумма.
Проверочная сумма, это метод проверки подчиненными модулями были ли переданные сообщения
правильно приняты, или имелись ли помехи во время передачи, что могло изменить данные. Если возникла ошибка в сообщении во время передачи от главного модуля на подчиненный модуль, т.е. если проверочная сумма, высчитанная подчиненным модулем не совпадает, то подчиненный модуль сотрет сообщение и будет ждать следующего сообщения от главного модуля.

Подчиненный модуль не передает подтверждения о правильном принятии сообщения. Главный модуль считывает сообщение, передаваемое по шине LIN и сравнивает прочитанное сообщение с переданным.
Если переданное и обнаруженное сообщение одинаковы, то Главный модуль определяет это как правильно принятое подчинненым модулем сообщение.

Так же как и шина CAN, шина LIN в случае повреждения ремонтируется путем скрутки или сращивания проводов.

Шина MOST (Media Oriented Systems Transport)

MOST — это оптическая сеть, которая встраивается в автомобиль во время сборки вместе с проводкой. Проводники MOST соединяют все мультимедийные приборы, имеющиеся в информационно-развлекательной системе.

Технология MOST основана на применении пластикового волоконно-оптического кабеля, формирующего сеть и соединяющего компоненты аудио- и мультимедийной системы. Каждый блок кольцевой сети подсоединен к пластиковому волоконно-оптическому кабелю через устройство, называемое волоконно-оптическим приемопередатчиком (FOT). Каждый FOT имеет два оптических соединения – одно из них чувствительно к свету и является входом, а другое – формирует источник света и является выходом.
Если отсоединить разъем шины мост, то Вы увидите в одном из контактов красный свет.

В отличие от CAN в MOST используется топология кольца, в соответствии с чем данные посылаются по кольцу к следующему модулю до тех пор, пока они не достигнут места первоначального старта.

Толчком для создания системы MOST, которая была разработана автомобильной промышленностью, послужила необходимость передачи большого количества информации в рамках одной и той же сети.

1. MOST был создан специально для мультимедийных систем.
2. MOST оптимизирует передачу цифровой информации посредством оптического волокна в так
называемых ринговых (кольцевых) сетях.
— Информация может посылаться по проводнику только в одном направлении.
— Если сеть разомкнута, т.е. ‘сломано кольцо’, система не будет работать.
3. Информация в форме данных, аудио- или видеосигналов посылается как импульсы или вспышки
через оптическое волокно.
4. Скорость передачи — 25 Мб/сек.

В отличии от обычных проводов, шину MOST нельзя сильно подвергать изгибам

Аудиосигналы и сигналы управления передаются по кольцевой сети MOST и могут быть приняты любым системным блоком. Например, команды водителя/пассажира, вводимые через сенсорный экран в ходе настройки/выбора радиостанции, передаются по сети MOST и поступают во встроенный звуковой блок, который затем выбирает нужную радиостанцию.

Эта шина ремонтопригодна, но для её ремонта необходимо специальное оборудование. Для диагностики этой шины есть специальные тестеры. Тестер можно подключить к кольцевой сети в любой точке для проверки целостности сети. Отсоединив соединитель MOST, можно проверить, виден ли красный свет.

В отличие от медных проводов, которые передают вольтовые сигналы, оптические провода передают информацию при помощи световых сигналов.

Подключение системы MOST к панели приборов позволяет отображать аудиоданные, данные системы навигации, телефона и голосового управления на TFT-дисплее панели приборов.

Главный блок
Функции главного прибора включают в себя:
− Преобразование сообщений MOST и CAN.
− Мониторинг конфигурации.
− Включение системы, ее проверку и выключение.
− Слежение за работой MOST.
− Обработка сигналов о неисправности.
Функционирование как переходник из CAN

Прочие приборы подчиняются главному прибору.
— К сети MOST можно подключить 64 различных прибора.
— Каждый прибор содержит локальный список сигналов о неисправности.

FlexRay решает текущие и будущие задачи обеспечивая новое поколение систем, таких как: трансмиссия; активное управление шасси; тормозные системы и рулевое управление; управление по проводам с высокой скоростью и надёжностью передачи данных.
Более совершенное управление и системы безопасности (многофункциональные датчики, привода и электронные модули управления) — начинают требовать производительности передачи данных и одновременно синхронизации данных в модулях, которая находится за пределами возможностей существующего стандарта CAN.

Стандарт сетевой коммуникации для автомобилей FlexRay предоставляет фундамент, на котором формируется структура контроля автомобильной электроники на много лет вперед. FlexRay служит следующим шагом после CAN и LIN, обеспечивая ещё более надежное управление многими функциями безопасности и комфорта.

FlexRay сфокусирован на основных потребностях в сегодняшней автомобильной промышленности, включая более высокие скорости передачи данных, чем в предыдущих стандартах, гибкие системы передачи данных, универсальные варианты топологий, и отказоустойчивое функционирование.
FlexRay таким образом, обеспечивает скорость и надежность, требуемую для систем управления следующего поколения находящихся внутри автомобиля.
Сеть CAN достигла своего предела производительности с максимальной скоростью 1 Мбит/с.

FlexRay с максимальной скоростью передачи данных 10 Мбит/с, доступных по двум каналам, предлагает в 10 раз более широкую полосу пропускания, чем CAN, используемый в том же самом приложении/функции.
При этом во многих аспектах FlexRay разработан таким образом, чтобы сдержать затраты, обеспечивая максимальную производительность при работе в условиях сложной окружающей среды. FlexRay использует неэкранированную витую пару, соединяющую модули вместе. Дифференциальный сигнал на витой паре cнижает влияние внешних помех без дополнительного дорогостоящего экранирования.

В отличии от шины CAN и MOST, шина flexray имеет разные варианты топологии

Как и в шине CAN в шине Flaxrey имеются оконечные модули с сопротивлением. 2 оконечных блока имеют сопротивление 102 Ом, остальные блоки имеют сопротивление 2,6 кОм.

По шине Flexray управляются следующие блоки:
— Блок управления двигателем
— Блок управления АКПП
— Блок управления РК
— блок управления SRS
— блок управления кузовом
— блок помощи при парковке

Схема подключения шины Flexray выглядит так:

Как писал выше, будущее за шиной Flexray:
— высокоскоростная
— предопределённая по времени
— устойчивая к ошибкам

Шина Flaxray, так же как и шина CAN и LIN в случае повреждения ремонтируется методом скрутки или при помощи «обжимки».

Надеюсь данная статья будет Вам полезна, если понравилось ставьте лайк. Если есть вопросы то задавайте в комментариях.

По всем вопросам звоните:
📞 +7(495)778-65-86 с 9:00 до 21:00
Тех. центр Volvo
📍 56 км. МКАД, внутренняя сторона. Торговый центр Мирус-Авто
📍Беломорская д. 9
📍ул. Большая Семеновская, строение 1.
📍Каширское шоссе, д.61, АТЦ «Москва», 4 этаж, сектор 9-А
📍ул. Поморская д. 3

Технические центры Land Rover:
📍 56 км. МКАД, внутренняя сторона. Торговый центр Мирус-Авто
📍ул. Большая Семеновская, строение 1.

Если есть какие-то вопросы, мы с удовольствием ответим на них.
Спасибо за внимание! Ваш 77Volvo / 77Max 😉

Источник