五大汽车总线技术：CAN总线、LIN总线、FlexRay总线、MOST总线及车载以太网

随着汽车消费者对汽车的安全性舒适性和智能化的要求越来越高，汽车总线技术得到了迅速的发展。汽车使用车载总线系统可以简化线束的数量、实现智能化信息交互，控制单元全部通过网络总线系统进行连接和传输，各ECU单元之间随时进行数据交互实现信息共享，如发动机转速、节气门位置以及车速。

汽车总线ECU分布

目前，汽车上普遍采用的汽车总线有局部互联协议LIN和控制器局域网CAN，正在发展中的汽车总线技术还有高速容错网络协议FlexRay、用于汽车多媒体和导航的MOST总线以及计算机网络兼容的蓝牙、无线局域网等无线网络技术。

本文主要介绍四种主流的车用总线：CAN总线、LIN总线、FlexRay总线、MOST总线和车载以太网。

车载总线类型

1、CAN总线

控制器局域网总线（CAN，Controller Area Network）是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束，CAN协议的特性包括完整性的串行数据通讯、提供实时支持、传输速率高达1Mb/s、同时具有11位的寻址以及检错能力。

CAN总线由德国Bosch公司在80年代最先提出，最初动机是为了解决现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。

CAN总线系统原理

CAN总线特点

2、LIN总线

LIN(Local Interconnect Network)总线是针对汽车分布式电子系统而定义的一种低成本的串行通讯网络，是对控制器区域网络(CAN)等其它汽车多路网络的一种补充，用于实现汽车中的分布式电子系统控制，LIN的目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能。

LIN联盟成立于1999年，并发布了LIN01.0版本。最初的成员有奥迪、宝马克莱斯勒、摩托罗拉、博世、大众和沃尔沃等。LIN主要用于车内分布式电控系统，尤其是面向智能传感器或执行器的数字化通讯场合。主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制。

LIN总线在汽车中的应用

LIN总线特点

3、FlexRay总线

FlexRay是一种用于汽车的高速、可确定性的、具备故障容错能力的总线技术，它将事件触发和时间触发两种方式相结合，具有高效的网络利用率和系统灵活性特点，可以作为新一代汽车内部网络的主干网络。

FlexRay总线是由宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司共同制定的一种新型通信标准，专为车内联网而设计，采用基于时间触发机制，具有高带宽、容错性能好等特点，在实时性、可靠性和灵活性方面具有一定的优势。

FlexRay可以应用在无源总线和星形网络拓扑结构中，也可以应用在两者的组合拓扑结构中。这两种拓扑均支持双通道ECU，这种ECU集成多个系统级功能，以节约生产成本并降低复杂性。双通道架构提供冗余功能，并使可用带宽翻了一番。每个通道的最大数据传输率达到10Mbps。

FlexRay在汽车总线中的应用

FlexRay总线特点

4、MOST总线

MOST (Media Oriented System Transport)面向媒体的系统传输总线，表示“多媒体传输系统”。是一种以通信协议为基础的汽车多媒体信息传输网络技术，其采用光纤线或双绞线作为物理传输介质，是一种专门针对车内使用而开发的、服务于多媒体应用的数据总线技术。

宝马、奔驰、别克和SMSC于1998年以德国民法合伙人的方式成立了MOST合作组织，之后奥迪很快也加入了该组织MOST合作组织成立后便致力于协议的快速标准化工作，并迅速地将实际系统搭载于汽车上。

MOST传输协议由分割成帧的数据块组成，每一帧包含流数据、分组数据和控制数据。MOST总线利用光脉冲传输数据，采用环形结构，在环形总线内只能朝着一个方向传输数据。

基于MOST总线的车载娱乐系统

MOST总线特点

5、车载以太网

车载以太网通过以太网技术将汽车内部电子单元互联互通，车载以太网技术在传输数据时只需要通过单对非屏蔽双绞线就能够实现每秒100兆比特更有甚者达到了每秒1吉比特的速率，并且符合汽车领域提出的功耗小、电磁辐射小、可靠性强的网络架构要求。

以太网（Ethernet）最早由Xerox（施乐）公司创建，1980年由DEC（美国数字设备公司）、Intel（英特尔公司）和Xerox三家公司联合开发成为一个网络标准。

车载以太网的标准：以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s）、快速以太网（100Mbit/s）和10G以太网（10Gbit/s）等。目前在汽车上使用的是数据传输速率为100Mbit/s的IEEE 802.3u标准。

车载以太网整车架构

车载以太网的特点：

灵活开放性大：相较于传统车载网络，以太网的架构是灵活性极高的星形连接，为各链路提供了每秒100兆的专项带宽；

可扩展性强：以太网是一种扩展性能好的带宽，可对信息进行远程处理，将车载系统作为一个网络系统来满足“重用性”与“互操作性”的要求；

性价比高：以太网具有显著的开放性、成熟性等优势，在汽车领域中使用也有利于节约整体应用成本。

汽车电子化程度是衡量现代汽车水平的重要标志，而汽车电子技术的提升也带动了总线技术的发展。针对于越来越复杂的汽车电子设备，传感器，控制器，接口等，需要更高要求的带宽，车内外的通信速率明显大幅度提高，未来以太网优势决定了其应用于汽车产业已经成为必然趋势。