1. Những điều cơ bản về mạng giao tiếp
M1. Khái niệm cơ bản về mạng giao tiếp trên xe ô tô
2
Giao tiếp là gì?”
Giao tiếp
là gì ?
2
Giao tiếp là gì?”
|
Các phương pháp truyền tải thông tin ?
2
Giao tiếp là gì?”
Áp dụng
trên xe ô tô
[Dây kết nối]
[Mạng giao tiếp]
Controller
Controller
Eng. RPM
Speed Signal
Brake Signal
Accelerator Pedal Signal
Controller
Controller
Communication Line
Eng. RPM
Speed Signal
Brake Signal
Accelerator Signal
Tác dụng của mạng giao tiếp
3
Driver
Door
Passenger
Door
Passenger
Door
Driver Seat
Door
Driver
Door
Passenger
Door
DDM
ADM
RDM
Driver
door
RDM
BUS type | |
|
STAR type | |
|
RING type | |
|
Thuật ngữ chính– 1
4
▶ Dạng kết nối
Thuật ngữ chính – 2
5
Truyền thông tin theo thứ tự | |
|
Truyền thông tin kiểu song song | |
|
Truyền thông tin đồng bộ | |
đồng bộ hóa giao tiếp dạng MOST, FlexRay (Liên tục chia sẻ dữ liệu) |
Truyền thông tin không đồng bộ | |
|
Start bit
Stop bit
Thuật ngữ chính – 2
6
Master/Slave (Chủ /tớ) | |
|
Multi Master | |
|
Hệ nhị phân | |
|
① Data request
② Response
12V → 0V
“Central gateway” Là gì ?
7
C-CAN
M-CAN
B-CAN
EMS
TCU
TPMS
EPB
SAS
4WD
SRS
SPAS
LDWS
MDPS
PGS
DATC
AMP
SMK
PSM
SJB
ADM
DDM
Gateway
BCM
ESC
MTS
AVN
Gateway
Cấu hình mạng giao tiếp trên xe ô tô
8
B-CAN
(x10)
Low speed
(100 kbps)
IMS
ADM
Multi-function SW
DDM
Power seat SW
SWRC
M-CAN
(x11)
Low speed
(100 kbps)
High speed
(500 kbps)
Diagnostic Connector
EPB
SCC
Diagnostic Connector
MDPS
DATC
SPAS
ESC/ABS
TPMS
PCM
ACU
Steering tilt
B-CAN
M-CAN
C-CAN�(x20)
IPM(SJB)
PGS
AVM
Cluster
└ Interior (C-CAN)
└ Engine bay (C-CAN)
Fuel pump
IDB
ECS
LDW
SMK
Rear audio SW
AMP
Front monitor
Audio
AVN
Gateway
MTS
SAS
★
★ Terminating resistor location (120 Ω)
★
Diagnostic terminal
└ Interior (M-CAN)
CUBIS-T
Cấu hình mạng giao tiếp trên xe ô tô
9
★ Terminating resistor location (120 Ω)
D-CAN
4WD
ACU
Rear radar�(BCW-L)
SVM
B-CAN
M-CAN
C-CAN
P-CAN
ESC/EPB
Cluster
DAU
PTGM
DATC/MTC
FPCM
OCS
AMP
Rear radar�(BCW-R)
Local CAN
I-CAN
WPC
IMS
IBU
DBL
SAS
PA
ICU (central gateway + SJB)
E-CALL�(not provided in Korea)
TCM
Multi-function camera (LKA)
Local CAN
Front radar�(FCA/SCCwS&G)
HUD
MDPS
ECM
Vacuum pump
AVN
★ Terminating resistor location (60 Ω)
10
So sánh các loại mạng chính
Category | K-Line | LIN | High-speed CAN | Low-speed CAN (FTLS CAN) |
Communication Line | | | | |
Line (Idle) Voltage | | | | |
Communication Speed | | | | |
Time per Frame Time | | | | |
Features | | | | |
One line | One line | Two lines (combined) | Two lines (combined) |
12 V | 12 V | High: 2.5 V Low: 2.5 V | High: 0 V Low: 5 V |
10.4 kbit/s | 20 kbit/s | 500 kbit/s�(max. 1 Mbit/s) | 100 kbit/s�(max. 125 kbit/s) |
14 to 17.7 ms | Max. 6 ms | 220 to 260 ㎲ | 1.1 to 1.3 ms |
Chống tiếng ồn bên ngoài | Chia thành lệnh và phản hồi | Giao tiếp bị gián đoạn khi mất kết nôi 1 dây dẫn | Giao tiếp vẫn duy trì trên 1 dây dẫn |
Cái nào nhanh hơn ? High-speed CAN > Low-speed CAN > LIN > K-Line
11
Category | K-Line | KWP 2000 | LIN | FTLS CAN (low-speed CAN) | HS CAN (high-speed CAN) | MOST |
Standard | ISO 9141 | ISO 14230 | Consortium standard | ISO 11898-1 ISO 11898-3 | ISO 11898-2 ISO 11898-5 | Consortium standard |
Communication Host | Master/Slave | Multi master | Loop structure | |||
Communication Line | One line | Two lines | Optical cable | |||
Communication Speed | 4.8 kbit/s | 10.4 kbit/s | 20 kbit/s | 100 kbit/s�(max. 125 kbit/s) | 500 kbit/s�(max. 1 Mbit/s) | 25 Mbit/s� (max.150 Mbit/s) |
So sánh các loại mạng chính
12
Category | K-Line | KWP 2000 | LIN | FTLS CAN (low-speed CAN) | HS CAN (high-speed CAN) | MOST |
Base Voltage | 12 V | 0 V/5 V | 2.5 V | | ||
Bit Time | 208 ㎲ | 96 ㎲ | 50 ㎲ | 10 ㎲ | 2 ㎲ | 44 ㎱ |
Frame Time | 14-18.7 ㎳ | 6.7-8.6 ㎳ | Max. 6 ㎳ | 1.1-1.3 ㎳ | 222-260 ㎲ | Approximately 22.6 ㎲ |
Applications range |
|
|
|
|
|
|
All major Features |
|
|
|
|
| |
So sánh các loại mạng chính
13
Kết nối với thiết bị chẩn đoán (Vehicles without a Central Gateway)
[GDS]
[BCM]
[SJB]
B-CAN
KWP 2000
KWP 2000
B-CAN
(100 kbit/s)
C-CAN
(500 kbit/s)
UDS communication system
CAN controller connection �(over UDS)
Powertrain controller
Chassis system
controller
C-CAN
(500 kbit/s)
C-CAN
(500 kbit/s)
14
KWP2000
* e.g. Genesis (DH), G70 (IK), G80 (DH)
B-CAN
K-Line
D-CAN
(500 kbit/s)
M-CAN
(100 kbit/s)
C-CAN
(500 kbit/s)
P-CAN
(500 kbit/s)
Multimedia controller
Body controller
Chassis system controller
B-CAN
(100 or 500 kbit/s)
I-CAN
(500 kbit/s)
External wireless network
Gateway
Powertrain controller
Kết nối với thiết bị chẩn đoán (Vehicle with a Central Gateway)
CAN controller connection �(over UDS)
[AHLS]
15
Ý nghĩa của dạng sóng
Signal: “1”
Base voltage: 12 V
Signal: “0”
Data transmission (frame) time
Ch
16
Quá trình tạo sóng CAN
Truyền dữ liệu
Nhận dữ liệu
Controller
Controller
17
Quá trình tạo sóng CAN
High-speed CAN | |
|
Low-speed CAN | |
|
K-line LIN | |
|
2.5 V
3.5 V
1.5 V
High
Low
Recessive
(“1”)
Dominant
(“0”)
0 V
12 V
Recessive (“1”)
Dominant (“0”)
Low
High
3.5 V
5 V
0 V
1.5 V
Recessive
(“1”)
Dominant
(“0”)
17
Quá trình tạo sóng CAN
2.5 V
3.5 V
1.5 V
High
Low
Recessive
(“1”)
Dominant
(“0”)
High-speed CAN
17
Quá trình tạo sóng CAN
Low-speed CAN
Low
High
3.5 V
5 V
0 V
1.5 V
Recessive
(“1”)
Dominant
(“0”)
17
Quá trình tạo sóng CAN
K-line LIN
0 V
12 V
Recessive (“1”)
Dominant (“0”)
18
Quá trình tạo sóng CAN
Driver
Receiver
FET
FET
5 V
5 V
CAN High
CAN Low
[Inside the transceiver]
19
Điện trở đầu cuối
|
High-speed CAN
(e.g. C-CAN, and P-CAN)
Low-speed CAN �(e.g. M-CAN)
Terminating resistor
(120 Ω)
Terminating resistor
(120 Ω)
☞ Provided inside the controllers on both ends of the bus |
☞ Provided inside all controllers |
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
19
Điện trở đầu cuối
|
High-speed CAN
(e.g. C-CAN, and P-CAN)
Low-speed CAN �(e.g. M-CAN)
Terminating resistor
(120 Ω)
Terminating resistor
(120 Ω)
☞ Provided inside the controllers on both ends of the bus |
☞ Provided inside all controllers |
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
19
Điện trở đầu cuối
|
19
Điện trở đầu cuối
|
20
Vị trí của điện trở đầu cuối
ECM
Cluster
DLC connector
Multi-purpose connector
Connected to the roof
* Location of terminating resistors: Inside the ECM (120 Ω) and Cluster (120 Ω)
21
ECM
Central gateway (ICU)
Vị trí của điện trở đầu cuối
* Location of terminating resistors: ECM (120 Ω) and central gateway-ICU (120 Ω)
22
Cluster
Central gateway (ICU)
Vị trí của điện trở đầu cuối
* Location of terminating resistors: Cluster (120 Ω) and central gateway-ICU (120 Ω)
23
Central gateway (ICU)
IBU (BCM+SJB)
Vị trí của điện trở đầu cuối
* Location of terminating resistors: IBU (120 Ω) and central gateway-ICU (120 Ω)
24
Central gateway (ICU)
DLC connector
Multi-purpose connector
Vị trí của điện trở đầu cuối
* Location of terminating resistors: Central gateway-ICU (60 Ω)
25
Central gateway (ICU)
AVN
Vị trí của điện trở đầu cuối
* Location of terminating resistors: AVN (120 Ω) and central gateway-ICU (120 Ω)
2. Khung dữ liệu và dạng sóng
M1. Khái niệm cơ bản về mạng giao tiếp trên xe ô tô
27
Giao thức giao tiếp
▶ Giao thức giao tiếp là gì ?”
|
▶ Những quy định với giao thức
|
28
1. Each byte structure (1 byte 8 bits)
Start bit (“0”) | ① 1 bit | ② 1 bit | ③ 1 bit | ④ 1 bit | ⑤ 1 bit | ⑥ 1 bit | ⑦ 1 bit | ⑧ 1 bit | Stop bit (“1”) |
☞ K-Line, KWP2000, and LIN communications have the same byte structure. |
K-Line Communication
Target controller address (1 byte) | Data length (1 byte) | Data Features (1 byte) | Data #1 (1 byte) | Data #2 (1 byte) | Data #3 (1 byte) | Data #4 (1 byte) | Data #5 (1 byte) | Checksum (1 byte) |
29
Target controller address (1 byte) | Data length (1 byte) | Data Features (1 byte) | Data #1 (1 byte) | Data #2 (1 byte) | Data #3 (1 byte) | Data #4 (1 byte) | Data #5 (1 byte) | Checksum (1 byte) |
2. Target controller address
Chỉ định bộ điều khiển sẽ nhận dữ liệu. |
3. Data length
Cho biết độ dài của dữ liệu |
4. Data items and features
Cho biết mục dữ liệu và thông tin chi tiết. |
5. Data
Đây là thông tin chính của khung dữ liệu, với kích thước thay đổi từ 2 đến 5 byte, tùy thuộc vào độ lớn của khung dữ liệu. |
6. Checksum
Đó là không gian để xác minh dữ liệu. |
K-Line Communication
30
Wake-Up
Wake-Up
Response
Data request
Data response
IGN Off
IGN On
40-320 ms
18-40 ms
1-200 ms
18-40 ms
K-Line Communication
31
Wake-up signal and response
(EMS ↔ IMMO)
Data request and response
(EMS ↔ IMMO)
Frame time: 22ms
Signal
(EMS)
Response
(IMMO)
Data response
(IMMO)
K-Line Communication
Ch
32
KWP2000
18-40 ms
1-200 ms
18-40 ms
GDS → controller
Controller → GDS
GDS → controller
Controller → GDS
25 ms
25 ms
Wake-Up
Communication connection
Data connection
33
KWP2000
25 ms
grounded
Wake-up signal
(GDS → controller)
25 ms
Voltage is �maintained
Ch
34
LIN communication
1. Prevention of Syncing
Cho biết bắt đầu của một khung mới và gửi tín hiệu ra là 13 bit. |
2. Syncing
Cho biết sự đồng bộ giữa chủ-tớ |
3. Identifier
Chỉ định ID cho dữ liệu được truyền |
4. Data
Dữ liệu thực sự được truyền giữa các bộ điều khiển, với kích thước khác nhau. |
5. Checksum
Đó là không gian để xác minh dữ liệu. |
Prevention Of Syncing (13 bits) | Syncing (1 byte) | Identifier (6 bits) | Data #1 to #8 (Total 8 bytes with 1 byte per one data) | Checksum (1 byte) |
Header �(request signal sent by the Master)
Response �(response signal sent by the slave)
35
LIN communication
Response
(controller)
Frame time: 5.5 ms
Header (master)
Response (slave)
Ch
36
CAN communication
SOF (1 bit) | Arbitration field (11 bits) | DLC (6 bits) | Data #1 to #8 (max. 64 bits with 1 byte per one data) | CRC field (15 bits) | ACK (2 bits) | EOF (7 bits) | IFS (3 bits) |
1. SOF
|
2. Arbitration field
|
SOF (1 bit) | Arbitration field (11 bits) | DLC (6 bits) | Data #1 to #8 (max. 64 bits with 1 byte per one data) | CRC field (15 bits) | ACK (2 bits) | EOF (7 bits) | IFS (3 bits) |
37
CAN communication
3. DLC
Cho biết độ dài của dữ liệu có chứa thông tin. |
4. Data field
Cấu trúc 8 byte, với tối đa 64 bit tùy thuộc vào độ lớn dữ liệu. |
5. CRC field
|
SOF (1 bit) | Arbitration field (11 bits) | DLC (6 bits) | Data #1 to #8 (max. 64 bits with 1 byte per one data) | CRC field (15 bits) | ACK (2 bits) | EOF (7 bits) | IFS (3 bits) |
38
CAN communication
6. ACK
Tín hiệu cho biết thông tin, tín hiệu nhận không có lỗi |
7. EOF
Tín hiệu cho biết kết thúc của khung |
8. IFS
|
▶ Dạng sóng mạng giao tiếp CAN tốc độ cao
39
Frame time: 5.5 ms
Frame time:
228 ㎲
BUS Idle
CAN communication
▶ Dạng sóng mạng giao tiếp CAN tốc độ thấp (FTLS CAN)
40
Frame time: 1.14 ms
BUS Idle
CAN communication
41
Nguyên tắc hoạt động mạng giao tiếp CAN
▶ Nguyên tắc phân bổ theo địa chỉ
|
Address-based system
Data-based system
☞ bộ điều khiển [A] chỉ định bộ điều khiển [E] là bộ điều khiển nhận dữ liệu. |
☞ Tất cả các bộ điều khiển cần thiết nhận dữ liệu. |
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
Controller
42
Nguyên tắc hoạt động mạng giao tiếp CAN
▶ Dữ liệu ưu tiên của Bus (Data arbitration of the bus)
|
Quá trình ưu tiên
1. Đường truyền bus ở trạng thái trống.
2. Một hoặc nhiều bộ điều khiển truyền dữ liệu đồng thời.
3. Các dữ liệu có ưu tiên cao chiếm đường truyền thông qua quá trình trọng tài.
4. Các bộ điều khiển dừng quá trình trọng tài đồng thời dừng truyền dữ liệu ngay lập tức và đợi cho đến khi buýt hoạt động trở lại.
5. Trong suốt quá trình chuyển dữ liệu trên đường truyền, quá trình trọng tài được lặp đi lặp lại.
43
Nguyên tắc hoạt động mạng giao tiếp CAN
▶ Dữ liệu ưu tiên của Bus
12 V
0 V
A
B
C
Controller [A] dropped out of arbitration.
Controller [B] dropped out of arbitration.
Controller [C] is transmitting data.
BUS Status
A
B
C
12 V