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汽车总线是什么?CAN、LIN、MOST、FlexRay的区别在哪里?

2025-08-19 09:45 发布

汽车总线是指一条数据线上的信号可以传递给车辆上的多个模块,实现数据共享。

这种串行通信方式不仅可以大幅降低汽车上的导线数量,还可以充分利用有限的资源提高整体效率。例如,以前的汽车发动机电脑和变速箱电脑之间需要传输转速、升档、喷油脉宽、节气门位置等四个信号时,可能需要四根导线;而现在使用数据传输总线后,只需1~2根导线即可。

车载网络的使用主要开始于20世纪80年代初,但由于汽车上不同的系统对车载网络有不同的要求,便开发出了多种传输总线。例如,ECU和TCU系统需要快速的信息传递,因此它们使用高速且灵活的CAN线;而车窗升降和雨刮电机系统则不需要CAN总线那么快的传输速率,因此使用传输速率和成本都较低的LIN总线。除此之外,还有MOST总线、FlexRay总线、TTP总线以及Bluetooth总线。但今天我们只聊在汽车上运用比较广泛的四大总线,也就是CAN、LIN、FlexRay和MOST。

CAN总线全称ControllerAreaNetwork,即控制器局域网。它由博世公司于1983年开发,1986年在美国汽车工程协会上亮相,并于1991年首次在Mercdes-Benz500E车型上使用,至今仍是运用最广泛的汽车总线。根据不同的传输速率,CAN总线分为高速CAN和低速CAN两大类。其中,高速CAN简称CAN-C,传输速率在125kbit/s~1Mbit/s之间,主要运用于ECU、TCU、ESP、ABS以及行车仪表等需要实时控制的汽车系统;

而低速CAN则简称CAN-B,传输速率在10kbit/s~125kbit/s之间,主要运用于车窗升降、座椅调节、空调控制、车灯控制等汽车系统。需要注意的是,这里的高速CAN和低速CAN要与CAN_H和CAN_L加以区分。由于汽车上的CAN总线大都是双绞线,所以这两根线又分为高电平数据传输线和低电平数据传输线,即CAN_H和CAN_L。在维修中,使用万用表测量诊断接口的6号和14号针脚电压时,指的就是CAN_H和CAN_L。为了消除终端反射干扰,在CAN线的两端还各加有120Ω的电阻。

LIN总线,即局域互联网,于20世纪90年代末由摩托罗拉、宝马、奥迪、戴姆勒、大众以及沃尔沃等多家公司联合开发,目的是提供一种性价比高、性能可靠的低速网,以取代低速CAN总线系统。由于低速CAN在应用于车窗和座椅等简单的控制系统时,其性能存在冗余和浪费,因此为降低成本,开发了LIN总线。

LIN总线的传输速率较慢,一般为10kbit/s,最高不超过20kbit/s,在SAE总线分类中,被定为A类总线。主要应用于自适应前照灯、空调鼓风机、雨刮器以及外后视镜等系统。LIN总线是一根无屏蔽的单根导线,因此抗干扰能力较差,常见的电子噪声便会影响到LIN线。

MOST总线是多媒体数据传输的网络总线,属于信息总线的一种,而CAN总线和LIN总线则多用于控制和调节,属于控制总线的类型。MOST总线最大的特点是传输速率极快,最高一般可达22.5Mbit/s,被SAE划分为D类网络总线,在汽车四大总线中传输速度最快。MOST总线系统属于环形拓扑结构,主要应用于音响、视频导航、车载电视、数字收音机等系统。

FlexRay总线是继CAN线和LIN线之后的又一新型通信系统,目的是在电气与机械电子之间实现高效、可靠的实时数据传输。FlexRay总线属于双信道传输,且每个通道具有独立的线路,因此可以实现冗余数据的传输,最大传输速率为10Mbit/s,而在非冗余的总线访问情况下,则可进行最高达20Mbit/s的传输。此外,FlexRay总线拥有多个拓扑结构,既可以实现点对点直连,还支持总线拓扑、星型拓扑以及混合拓扑等结构,灵活性大大优于CAN线。

FlexRay总线主要运用于与安全相关的网络系统,如汽车转向系统、制动系统以及动态稳定系统等。总的来看,CAN线是目前运用最广泛的汽车总线;LIN则是成本较低的总线,主要用于取代低速CAN;MOST则是它们之中传输最快的总线,主要用于多媒体系统;最后的FlexRay总线则用于与安全相关的网络系统,并在将来有可能取代CAN线,成为汽车上应用最多的总线。

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