Bevezetés 2017.04.05. 2. oldal

Autógépész - Mérnöktanár Bemutatkozás Dr. Mészáros Attila Autógépész - Mérnöktanár Egyetemi docens Oktatási gyakorlat: 1995-1998 - középfokú intézményben 2001- - felsőoktatási intézményekben Mérnöki gyakorlat: 1998-2004 Feladatok: Audi Hungaria Motor Kft TT járműgyártás Elektrik-Audit minőségbiztosítás (elektromos hibák) 2017.04.05. 3. oldal

Előismeretek 2017.04.05. 4. oldal

A jövő autója CAN- és LIN-Bus Az autógyártás az elkövetkezendő 15 évben erősebben fog fejlődni mint az elmúlt 50 évben. A jövő autójának az alapja az elektronikai hálózatra fog épülni. Ez nagyobb biztonságot környezetkímélést és komfortot biztosít. Az elektronika helyet, pénzt és üzemanyagot spórol 2017.04.05. 5. oldal

CAN – és más buszrendszerek CAN- és LIN-Bus CAN – és más buszrendszerek 2017.04.05. 6. oldal

Buszrendszerek áttekintése CAN- és LIN-Bus Buszrendszerek áttekintése D2B J1850 20K 1M 10M 25M 0,5 5,0 2,5 1,0 Adatátviteli sebesség (Bit/s) Relatíyv költségek (€) Domestos Digital Bus TTP CAN Zweidrahtbus 2017.04.05. 7. oldal

Buszrendszerek J1850-SPC = Ford fejlesztés (10,4 kbps) J1850-DLC = GM/Delco Fejlesztés (10,4 kbps) K-Bus, ISO9141, J1850, Volnaco Lite LIN Bus = Local Interconnect Network (20 kbps) CCD = Crysler Collision Detection, VAN = Vehicle Area Network - Renault és PSA találmány és fejlesztés ABUS = Allgem. Bitserielle Universelle Schnittstelle VW, CAN feladatok TTP = Time Triggered Protokoll (2Mbps) byteflight = BMW, Motorola, Infineon, ELMOS Optikai alapokon (10Mbps) FlexRay = BMW és DC (10Mbps) MOST = Media Oriented Systems Transport (22Mbps) Bluetooth = Vezetéknélküli adatátviteli szabvány 2017.04.05. 8. oldal

5 Jahre aufzuholen gegenüber Wettbewerb CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Daimler/Chrysler - BMW - Audi 45 5 Jahre aufzuholen gegenüber Wettbewerb S-Klasse 7 er D3 40 E-Klasse C-Klasse 35 7 er 5 er 3 er 30 25 A CAN résztvevők száma B6 20 E-Klasse C-Klasse 15 W10 10 8 er E-Klasse 5 S-Klasse 7 er A6 88 90 92 94 96 98 00 02 04 2017.04.05. 9. oldal

Stuff-Hiba, ACK-Hiba, CRC-Hiba CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Buszrendszerek Specifikáció 1999 1983 1999 Rel. Ár/Csomópont Kicsi (~1€) Közepes(~2€) Magas (~5€) Medium Egy vezetékes Két vezetékes Optikai Átviteli sebesség 20 KBit/s 1 MBit/s 22,5 MBit/s Kicsi Közepes Magas Adatmennyiség Master/Slave Multi-Master Master/Slave Busz-kezelés Szinkron és Aszinkron Aszinkron Aszinkron Buszhozzáférás Résztvevők száma Master + 16 Slaves (javasolt ) Nem definiált Max. 64 Adatbiztonság Paritásbit Checksumme (CRC) Bit-Hiba, Format Hiba, Stuff-Hiba, ACK-Hiba, CRC-Hiba Checksumme (CRC) 2017.04.05. 10. oldal

Adatátviteli sebesség CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Egy egységesített Buszrendszer a gépkocsikban nincs. Ennek az oka buszrendszerekkel szemben támasztott különböző követelmények. MOST Adatátviteli sebesség Optikai gyürű Infotainment-felhasználás – magas adatátviteli sebesség Kis helyigény Media Orientated Systems Transport CAN Priorizált hozzáférés Biztos adatátvitel Multi - Master elérés Controller Area Network LIN Alacsony adatátviteli sebesség Mechatronikus elemek vezérlésére Költségkimálő megoldás Local Interconnect Network 2017.04.05. 11. oldal

2017.04.05. 12. oldal

MOST - Multimédia adatbusz MMI Radio CD-Laufwerk Tulajdonságok: Navigation MOST-Bus Datenrate bis 22.5 Mbit/s Gateway MMI-Fond Zárt optikai gyűrű Telefon/ Telematik Max 64 résztvevő lehetséges Sound-System CAN-Bus Szinkron vagy aszinkron adatoknak Nincs test és potenciálprobléma VAS - Tester Nincs zavartényező 2017.04.05. 13. oldal

Definíció / Megnevezés „MOST“ jelentése „Media Oriented System Transfer“ Az adatátviteli protokoll alapja az OS8104-es szabvány, amely optikai adatátvitel műanyag vezetőn keresztül. A forrásadatok szinkron és aszinkron módon is küldhetőek. A MOST a következő rendszerelemekhez kapcsolódhat a gépkocsiban.: · Audio · Video · Adatok / Adatszolgáltatás 2017.04.05. 14. oldal

Felépítés Minden MOST adathálózat tartalmaz egy rögzített csomópontot, amely a Timing Master és a Frame generálás feladatait veszi át. A MOST hálózat sávszélessége : 21,2 Mbit/s. A forrássávszélesség dinamikusan kerül felosztásra, kiosztásra egy szinkron és aszinkron részre. A szinkron esetben a sávszélesség virtuálisan kerül kiosztásra, így a címzés kiesik. Folyamatos nagy mennyiségű nagy sebességű adatközlésre hivatott mint pl: Audio-NF. Aszinkron esetben mint pl: CD-ROM adatok esetén csomagonként kerülnek az adtok átvitelre. 2017.04.05. 15. oldal

Fizikai felépítés PMMA = polymetil-metakrilát POF Cladding = fényvisszaverő réteg Jacket (PE,PA) = polyamid 2017.04.05. 16. oldal

MOST komponensei Színes köpeny Fekete köpeny Mag Reflexiós réteg 2017.04.05. 17. oldal

MOST komponensei Jelátvitel az Optikai vezetéken   Egyenes vezeték esetén: A fénysugár egy részét egyenesen továbbítja az optikai szál. A nagyobb részét a teljes reflexiót kihasználva a vezetékben Zick-Zack alakban fog továbbhaladni. 2017.04.05. 18. oldal

MOST komponensei Meghajlított vezeték esetén: A fénysugarak a teljes reflexió miatt a magbevonat felületén kerülnek reflektálásra.   Teljes Reflexió: Ha a fénysugár az optikailag sűrűbb közegből egy optikailag ritkább közegbe lépne át, akkor a fénysugár teljes reflektálásra kerül. Az Optikai vezető magja az optikailag sűrűbb, a bevonat pedig ritkább réteg. Az optikai vezeték meghajlításakor így lehetséges a fénytovábbítás. 2017.04.05. 19. oldal

MOST komponensei A teljes reflexió függ a fénysugár beesési szögétől. Ha ez a szög túl meredek akkor a fénysugarak kilépnek a felületen. Így magasabb veszteség jön létre. Ez a jelenség akkor jöhet létre ha az optikai szál túl erősen van meghajlítva 2017.04.05. 20. oldal

Követelmények Szerelési követelmények: ü Minimális hajlítási rádiusz >25 mm ü Nem szabad megtörni ü Nem szabad éles élekre ráhelyezni ü Nem szabad kábelbinderrel rögzíteni ü Ne lépjünk rá a kábelre Nem lehet javítani Az optikai szál csatlakoztatása ü Nem szabad karcosnak és koszosnak lennie ü Nem szabad megfogni ü Nem szabad leragasztani ü A védőkupakot csak csatlakoztatás előtt levenni ü A hiányzó védőkupakok pótlása 2017.04.05. 21. oldal

Gyűrűtopológia A MOST busz egy egygyűrűs rendszer, minek következtébe minden egységnek működőképesnek kell lennie. Ez különösen a Telefon segélykérő funkcióit érinti. A MOST busz kiesése nem akadályozhatja, veszélyeztetheti a komponens működését. A Gyűrűtopológia következtében nem lehetséges biztonsági funkciókat ellátó adatoknak a továbbítása. 2017.04.05. 22. oldal

CAN – Controller Area Network 2017.04.05. 23. oldal

Buszrendszerek előnyei CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Buszrendszerek előnyei Központi és ajtó modulok Költségcsökkentés - Kevesebb vezeték - Szenzorhasználat több egységnek - Az elosztott funkciókkal jobb a vezélők kihasználtséga Súlycsökkentés - Kevesebb vezeték - Részben vékonyabb vezeték - Könnyű elhelyezés - Több funkció vonalanként Új lehetőségek - Beépített kezelés - Hangvezérlés - Animált kezeési útmutató - Távdiagnosztika - Balesetmegelőzés - Komfort funkciók ( pl. keyless entry) - Software Updates - Több diagnózislehetőség Bus Minőségi növekedés - Kevesebb csatlakozás (pl. SMLS 45 kontakttal kevesebb) - 100% Diagnisztizálható - Jobb EMV Flexibilitás, Bővíthetőség Gyártási idő csökkentés - - Modulbeépítés támogatása (pl. SMLS 5 lépcső -> 2) Modulos decentrált - Változások programon keresztül - részben Plug & Play - Funkciók elosztása vezérlőkre 2017.04.05. 24. oldal

Az adatbusz előnyei Új információk továbbításához csak Software változás szükséges. Az adatprotokoll többszörösen is biztosítva van a kommunkációs hibák ellen. Pl: ellenőrző ciklusok, bitek stb. Kevesebb szenzor és jelvezeték 2 vezérlő közötti nagyon gyors adatcsere Kis helyigény, vezeték, vezérlő, és csatlakozás A CAN világszerte szabványosított 2017.04.05. 25. oldal

1983 CAN-Fejlesztés kezdete a Bosch-nál CAN - Történet 1983 CAN-Fejlesztés kezdete a Bosch-nál 1985 (Full-) Teljes CAN-Specifikáció Kooperáció az Intel-el 1987 Az első szilikon az Intel-től 1988 Szériatípus az Intel-től (82C526) 1989 Basic-CAN a Philips-től (82C200) 2017.04.05. 26. oldal

CAN-Controller bevezetések 2017.04.05. 27. oldal

CAN - „Az“ Automobil-Busz Master Master Master Csavart érpár Multi-Master Busz, azt jelenti minden egység egymástól függetlenül adhat. Adatátvitel 100 KBit/s (Low Speed, Komfort-CAN, Info-CAN) és 500 KBit/s (High Speed ,Antriebs- és Diagnózis-CAN), Low Speed-CAN esetén egyvezetékes mód is lehetséges. Magas zavarvédettség, Kis meghibásodási ráta 2017.04.05. 28. oldal

Az adatátvitel (Hagyományos) Első lehetőség: Minden információ egy külön vezetéken kerül továbbításra. 2017.04.05. 29. oldal

Az adatátvitel CAN-Buszon Második lehetőség: Számos információ csak 2 vezetéken kerül átvitelre a vezérlőegységek között. 2017.04.05. 30. oldal

Adatátvitel CAN nélkül CAN-en keresztül 2017.04.05. 31. oldal

Csak adatcsere szükséges ? Csak adatcsere lehetséges Összehasonlítás 5 Vezérlő 40 Vezérlő... BUS-Technika megoldásokat kínál És új lehetőségeket 10 Csatlakozás 780 Csatlakozás Csak adatcsere szükséges ? Csak adatcsere lehetséges Teljes hálózat 2017.04.05. 32. oldal

Csillag topográfia 2017.04.05. 33. oldal

Csillag topográfia Hagyományos vezetékezés CAN vezetékezés 2017.04.05. 34. oldal

Vezetékezés a világítás példáján A4 Vorgänger A4 2001 M1 M4 M2 M3 X CAN-Bus Komfort 58 P M2 M3 58re 58 re 58li 58 li S 2017.04.05. 35. oldal

Busztopológia A3 CAN 2017.04.05. 36. oldal

Az Antrieb egy különálló egység: J220 J217 J104 J234 NOX-Sensor J527 G85 J285 J502 J162 E87 J345 J446 J136 J519 J453 J393 J386 J387 J388 J389 CAN-Komfort J507 R99 J499/J526 R J401 J402 R94 J415 CAN-Infotainment CAN-Antrieb 500 kBit/s 2017.04.05. 37. oldal

A Komfort egy különálló egység: J220 J217 J104 J234 NOX-Sensor J527 G85 CAN-Antrieb J285 J502 J162 E87 J345 J446 J136 J519 J453 J393 J386 J387 J388 J389 J507 R99 J499/J526 R J401 J402 R94 J415 CAN-Infotainment CAN-Komfort 100 kBit/s 2017.04.05. 38. oldal

Az Infotainment egy különálló egység: J220 J217 J104 J234 NOX-Sensor J527 G85 CAN-Antrieb J285 J502 J162 E87 J345 J446 J136 J519 J453 J393 J386 J387 J388 J389 CAN-Komfort J507 R99 J499/J526 R J401 J402 R94 J415 CAN-Infotainment 100 kBit/s 2017.04.05. 39. oldal

Leírás: CAN-Bus A CAN-Buszrendszerek legalább 2 vagy annál több vezérlőből áll. Az adatforgalom egy csavart érpáron keresztül kerül átvitelre amely kapcsolódik minden résztvevő egységhez. Az adatok az Antrieb és Kombi CAN-en 500 Kbaud a komfort és Infotainmenten 100 Kbaud sebességgel kerül továbbításra. Az üzenetek ( pl: Motor 1,2,3 … ) gyakorisága a specifikációban meghatározott ciklikussággal kerülnek átvitelre, pl: 20ms A vezérlőben a továbbítandó adatok a CAN-Controllerhez kerülnek. Ez az egység készíti elő az adatokat a CAN adaközlési protokollnak megfelelően, majd továbbítja a CAN-Treibernek amely elküldi a Buszon. Fordított esetben is hasonló a folyamat a CAN-Controller előkészíti és szelektálja az adatokat a vezérlő számára. Mivel az adatok nagysebességgel kerülnek 500Kbaud esetén az adatbuszra a zavarok és reflexiók kiszűrésére a vezeték végén egy lezáró ellenállás van. A lezáróellenállás értéke 120 Ohm és a vezérlőegységekbe van beépítve. 2017.04.05. 40. oldal

A CAN-adatbusz egy Controller: Előkészíti a vezérlőtől keletkező adatokat a küldés számára, illetve a kapott adatokat átalakítja a vezérlő számára. egy Transceiver : Elküldi elektromos jelként a Controller által előkészített adatokat az adatbuszon, valamint fogadja is őket. 2 adatbusz lezárás 2 adaatvezeték Motor SG ABS Lezáróellenállások 2017.04.05. 41. oldal

Visszaverődés, reflektálás Einspeise- jel bei „A“ Echo jellaufzeit für Echo Nutzjel mit über- lagertem Echo bei „A“ A R>Z R<Z 2017.04.05. 42. oldal

CAN Csomópontok A-Oszlop jobb oldalt: Csomópont CAN-Komfort és CAN-Infotainment A-Oszlop bal oldalt: Csomópont CAN-Antrieb 2017.04.05. 43. oldal

mSMLS1 Ablaktörlő funkció Folyamatábra SMLS mZAS1 KL. x mZAS1 Kl.15 mSMLS1 Ablaktörlő funkció pl:Tippwischen BSG LIN 1 Statuszjelentés mGateway 1 Külső hőm. Kombitól LIN 1 Ablaktörlő funkció mGateway 1 Külső hőm. Hibastástusz WWS Gateway 2017.04.05. 44. oldal

Gateway CAN-Diagnózis CAN- Antrieb CAN- Komfort CAN- Kombi CAN- Infotainment 2017.04.05. 45. oldal

Wake Up Modus Wake Up Modus = Ébresztő fázis Miért? - Az elosztott funkciók miatt mindig minden vezérlőt fel kell ébreszteni. Mikor? - Szenzorokra való reagálás (pl. Gombok, kapcsolók, ZV) - Reagálás CAN-Üzenetekre - nem kívánt reakciók CAN-zavarok 2017.04.05. 46. oldal

Sleep Modus Alvási állapot Miért? - A nyugalmi áram meghatározása (Liegenbleiber) - Az elosztott funkciók miatt mindig minden vezérlőt el kell altatni. Mikor? - Ha minden vezérlőegység felkészült az alvás állapotra 2017.04.05. 47. oldal

Gyűrű teljesen felépítve: 01h – gyűrű felépítve, 11h - gyűrű felépítve, Sleep készenlét 2017.04.05. 48. oldal

Gyűrű sleep módban: 11h –gyűrű felépítve, sleep készenlét, 31h - gyűrű alszik!!! 2017.04.05. 49. oldal

Gyűrű felépítés: 01h – gyűrű felépítve 02h – Wake Up mód aktív 2017.04.05. 50. oldal

LIN-Busz 2017.04.05. 51. oldal

Bevezetésének Okai: LIN-Busz Alacsony költség (összehasonlítva a CAN-el) Transceiver ~0,35 € (0,70 € pro CAN-Transceiver) Csak egy Adatvezeték ( nincs Twisted-Pair ) Költségkívélő komponensek bevezetése (RC-Kombináció) Egyszerű elektronika miatt kevesebb helyigény 2017.04.05. 52. oldal

LIN-Busz Ki érintett a LIN-Busz Fejlesztésés: LIN Konsorcium BMW VW Daimler -Chrysler AUDI Motorola VW BMW VOLVO Volcano LIN Spec 2017.04.05. 53. oldal

LIN-Buszvezetéken az alapszín a viola és fehér csík Keresztmetszet 0,35qmm. 2017.04.05. 54. oldal

Lin: A helyi adatbusz vezetékezés LIN-Busz Lin: A helyi adatbusz vezetékezés ZKE KSG Tulajdonságok MASTER Master-Task Slave-Task Slave ... Max. 20 kBit/Sek. BUS Van „Sleep“-Mode MASTER SLAVE Csak egy Master van a Buszon Maximum 16 Slave lehetséges A Master irányít mindíg A Slave passzív marad, Adatokat fogad vagy adatokat oder übermiküld kérésre. A Master szinkronizálja a Buszt Objektorientált üzem 2017.04.05. 55. oldal

Master / Slave Master - Gateway a Komfort-CAN felé - A Master vezérli a Buszt - A Master határozza meg melyik üzeent milyen időben kerüljön a buszra - A Master átveszi a komponensek hibakezelését - A Master feladatai: è Sync Break küldés è Sync Byte küldés è ID-Field küldés è Ellenőrzi az Adatokbyteot és Checkbytesot è fogadja a WakeUp Break –ot Slave-től è Szinkronizálja a buszt a saját időbázisának megfelelően. 2017.04.05. 56. oldal

Master / Slave Slave - 1 -től 16 LIN-résztvevőig lehetséges - Adatok fogadása és továbbítása, ha egy megfelelő ID jon a Mastertől Slave feladatai: ÈSync Break-re vár ÈSync Byte-ra szinkronizálja magát ÈID-Mezőkre hallgat È Az ID-től függően hajtja végre a következőket: v0 -tól 8 Byte Adatok átvitele vFogadja az Adatokat Checksum-vizsgálattal vKüldi az Adatokat Checksum-generálással vvárakozik ÈEgy Csomópont, amely Masterként funkcionál egyidejűleg lehet Slave is. 2017.04.05. 57. oldal

Köszönöm a figyelmet! Dr. Mészáros Attila mattila@fmk.nyme.hu