차량 버스

Vehicle bus
차량 종류에 대해서는 버스를 참조하십시오.

차량 버스는 차량 내부의 구성 요소(예: 자동차, 버스, 기차, 산업용 또는 농업용 차량, 선박 또는 항공기)를 상호 연결하는 특수 내부 통신 네트워크입니다.전자제품에서 버스는 단순히 여러 전기 또는 전자장치를 연결하는 장치이다.메시지 전달, 충돌 없는 메시지, 최소 전달 시간, 저비용 및 EMF 소음 복원력 보장과 같은 차량 제어에 대한 특별 요건은 덜 일반적인 네트워크 프로토콜의 사용을 요구한다.프로토콜에는 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network) 등이 포함됩니다.Avionics Full-Duplex Switched Ethernet과 같은 ARINC 664의 구현이 사용되는 항공기를 제외하고 기존의 컴퓨터 네트워킹 기술(이더넷 및 TCP/IP 등)은 거의 사용되지 않습니다.AFDX를 사용하는 항공기에는 B787, A400M 및 A380이 포함된다.열차에서는 일반적으로 Ethernet Constict Network(ECN; 이더넷컨슈트 네트워크)를 사용합니다.1996년 이후 미국에서 판매되는 모든 차량에는 차량의 전자 컨트롤러에 액세스하기 위한 온보드 진단 커넥터가 필요합니다.

배경

자동차 네트워크 기술 개발의 주된 원동력은 전자 산업 전반에서 이루어진 진보와 특히 미국에서 자동차를 환경 친화적으로 만들기 위해 부과된 정부 규제였다.

자동차에 대한 엄격한 배기 가스 배출 기준 때문에, 온보드 컴퓨팅 장치의 도움 없이는 필요한 제어 정도를 달성하는 것이 불가능해졌다.또한 온보드 전자 장치는 차량 성능, 탑승자의 편안함, 제조의 용이성 및 비용 효율에 크게 기여했습니다.

한때 자동차 라디오는 자동차의 유일한 전자 장치였을 가능성이 높았지만, 지금은 자동차의 거의 모든 부품이 어떤 전자 기능을 가지고 있다.오늘날 차량의 일반적인 전자 모듈에는 엔진 컨트롤 유닛(ECU), 변속기 컨트롤 유닛(TCU), ABS(안티 브레이크 시스템) 및 차체 컨트롤 모듈(BCM)이 포함됩니다.

전자 컨트롤 모듈은 일반적으로 센서(속도, 온도, 압력 등)로부터 입력을 받습니다.모듈에 의해 결정된 동작(냉각 팬 켜기, 기어 변경 등)을 실행하기 위해 다양한 액추에이터가 사용됩니다.차량의 정상 작동 중에 모듈이 서로 데이터를 교환해야 합니다.예를 들어, 엔진은 변속기에 엔진 속도를 알려줘야 하고 변속기는 기어 변속이 발생할 때 다른 모듈에게 알려줘야 합니다.이러한 데이터 교환의 필요성은 데이터 교환의 매개체로서 차량 네트워크의 발달로 이어졌다.

자동차 업계는 각 모듈을 다른 모든 모듈에 배선해야 하는 복잡성을 빠르게 깨달았습니다.이러한 배선 설계는 복잡할 뿐만 아니라 특정 차량에 포함된 모듈에 따라 변경해야 합니다.예를 들어 ABS 모듈이 없는 차량은 ABS 모듈이 장착된 차량과는 다르게 배선해야 합니다.

이 문제에 대한 업계의 대답은 차량에 중앙 네트워크를 구축하는 것이었습니다.모듈은 네트워크에 '플러그'되어 네트워크에 설치된 다른 모듈과 통신할 수 있습니다.이 설계는 제작과 유지보수가 용이했으며 전체 차량 배선 아키텍처에 영향을 주지 않고 옵션을 추가하거나 제거할 수 있는 유연성을 제공했습니다.차량 네트워크의 노드인 각 모듈은 기능과 관련된 특정 구성 요소를 제어하고 필요에 따라 표준 프로토콜을 사용하여 차량 네트워크를 통해 다른 모듈과 통신합니다.

네트워크는 새로운 것이 아니었지만, 차량에 적용되었습니다.차량 네트워크에는 다음이 요구되었습니다.

  • 저비용
  • 외부 소음에 대한 내성
  • 가혹한 환경에서의 조작 능력
  • 전체적인 견고성과 신뢰성

차량 네트워크는 데이터 처리량에 대한 요구는 다소 낮았지만, 모듈 간 고속 통신을 제공하기 위해 더 많은 온보드 컴퓨팅에 대한 요구는 계속해서 이러한 네트워크에 변화를 일으키고 있습니다.Control Area Network에는 호스트가 컨트롤러로 전송하기 위한 수신기와 송신기가 포함되어 있으며 컴퓨터 간의 상호 링크도 포함됩니다.

프로토콜, 물리 미디어 및 커넥터

다양한 제조사가 차량에 사용하는 네트워크 유형 및 프로토콜이 있습니다.많은 회사들이 표준 통신 프로토콜을 장려하고 있지만, 아직 결정되지 않았다.

프로토콜

일반적인 차량 버스 프로토콜은 다음과 같습니다.

  • A²B - (자동차 오디오 버스) 아날로그 장치[1]에서 개발한 오디오 분배 프로토콜]
  • AFDX
  • ARINC 429
  • 바이트 플라이트
  • CAN – (Controller Area Network) 자동차 부품 상호 연결을 위한 저렴한 저속 시리얼 버스
  • D2B – (국내 디지털 버스)고속 멀티미디어 인터페이스
  • FlexRay – 안전에 중요한 기능을 갖춘 범용 고속 프로토콜
  • IDB-1394
  • IEBus
  • I²C
  • ISO 9141-1/2
  • J1708 및 J1587
  • J1850
  • J1939 및 ISO 11783 – 상용 차량(J1939) 및 농업 차량(ISO 11783)용 CAN의 적용
  • 키워드 프로토콜 2000(KWP2000) – 자동차 진단 장치용 프로토콜(직렬 회선 또는 CAN 상에서 실행)
  • LIN – (Local Interconnect Network) 매우 저렴한 차내 서브 네트워크
  • MOST – (Media Oriented Systems Transport) 고속 멀티미디어 인터페이스
  • 다기능 차량 버스 – 열차 통신 네트워크 IEC 61375의 일부.
  • 스마트 와이어
  • SPI
  • VAN – (차량 영역 네트워크)
  • UAVCAN – (복잡하지 않은 애플리케이션 수준의 차량 통신 및 네트워킹) 주로 전기 항공기, 무인기, 위성 및 로봇에 사용됩니다.

물리 전송 매체

차량 네트워크에서 물리적 변속기 미디어를 사용하는 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

커넥터

  • OBD-2(16핀)

또한 많은 주요 자동차 제조업체들이 자체 차량 버스 표준을 사용하거나 CAN과 같은 개방형 프로토콜을 통해 독점 메시지를 오버레이합니다.

  • J1939(9핀)

상용급 차량에는 SAE J1939 프로토콜에 따라 CAN 기반 통신을 지원하는 Type-I 또는 Type-II 커넥터가 있습니다.[3]

프로토콜 사용

차량 메시징 프로토콜
프로토콜/버전 시작/종료년도 제조원 차량 종류
FlexRay 2008? BMW 자동차
FlexRay 2008? 폭스바겐 자동차
FlexRay 2008? 다임러 AG 자동차
FlexRay — 제너럴 모터스 자동차
할 수 있다 1986 보쉬 많이
대부분의. ? 포드, BMW, 다임러 및 GM 자동차
J1850 — GM 자동차
J1850 2008? 크라이슬러 자동차
J1850 — 포드 자동차
APC — 포드 자동차
ISO-9141-I/II 2008? 포드 자동차
승합차 2000? PSA 푸조 시트로엥 자동차
승합차 2008? 르노 자동차
J1939 2005년 ~ 현재 많이 중형 트럭 (클래스 5~8)
J1708/1587 1985년 ~ 현재 Volvo AB, 대부분의 미국 트럭 제조업체 중형 트럭 (클래스 5~8)

레퍼런스

  1. ^ Philips, E.H. (5 February 2007). "The Electric Jet". Aviation Week & Space Technology.
  2. ^ "MiG-35 Multi-Role Combat Aircraft". Defense Update. Israel. 2009. Archived from the original on 14 March 2007. Retrieved 17 March 2007.

외부 링크