汽車中的E/E架構(gòu)(3)—網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
[導(dǎo)讀]今天我們來重點(diǎn)介紹“網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”。既然說到這個(gè)主題了，那咱老規(guī)矩，來一首93年張學(xué)友的歌：而你就像張無(wú)邊無(wú)際的網(wǎng)，輕易就把我困在網(wǎng)中央……在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層面，主要關(guān)注于ECU、傳感器和執(zhí)行器這些部件。在其之上功能模塊或軟件組件才能運(yùn)行發(fā)揮作用。此外，部件的連接是為了交換數(shù)據(jù)，并且必須要...
今天我們來重點(diǎn)介紹“網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”。既然說到這個(gè)主題了，那咱老規(guī)矩，來一首93年張學(xué)友的歌：而你就像張無(wú)邊無(wú)際的網(wǎng)，輕易就把我困在網(wǎng)中央……在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層面，主要關(guān)注于ECU、傳感器和執(zhí)行器這些部件。在其之上功能模塊或軟件組件才能運(yùn)行發(fā)揮作用。此外，部件的連接是為了交換數(shù)據(jù)，并且必須要有電源（這個(gè)很重要，我ECU不吃飽飯?jiān)趺锤鴱執(zhí)焱踉诰W(wǎng)中央混?。?。?網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)通常分為四個(gè)子層次：
配電系統(tǒng)再來看看配電系統(tǒng)。在這個(gè)子層面上，部件，即控ECU、傳感器和執(zhí)行器，由配電線路供電。為此，首先必須明確電的來源。在現(xiàn)在的傳統(tǒng)汽車中，通常是電池或發(fā)電機(jī)。在新能源汽車上，這一任務(wù)也可以由所謂的“OBC”（On-Board-Charger）來完成。來自這些源頭的電力通過車內(nèi)的電源分配器或保險(xiǎn)絲繼電器盒分配給各部件。每個(gè)部件都有電源線和連接到地的地線。在有的傳感器和執(zhí)行器中，有時(shí)可能會(huì)直接由ECU供電。?光解決電源問題還不行，咱們可不是貔貅，只進(jìn)不出（不要告訴我你連貔貅都不認(rèn)得，去參加個(gè)0元云南旅行團(tuán)自然就知道了），還必須考慮接地。在我們的天窗例子中，所有ECU都連接到KL30上，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)仍然能夠工作。下圖為ECU2和網(wǎng)關(guān)的配電。來自電池或發(fā)電機(jī)的供電是通過兩個(gè)電源分配器實(shí)現(xiàn)的，而ECU和網(wǎng)關(guān)則連接到一個(gè)公共接地點(diǎn)。?
部件架構(gòu)部件架構(gòu)描述了ECU、復(fù)雜的傳感器和執(zhí)行器以及電源分配器的內(nèi)部工作原理。因此，它代表了從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和配電網(wǎng)絡(luò)中的部件的內(nèi)部細(xì)節(jié)。?如果是ECU、傳感器或執(zhí)行器這些復(fù)雜電子部件，僅僅通過PCB電路原理圖的形式來進(jìn)行描述是不夠的，而是還需要元器件選型型號(hào)的詳細(xì)說明。除此之外，還需要關(guān)注部件的PCB電路板的類型和面積、操作系統(tǒng)和電源元件。有了這種粒度的架構(gòu)，就可以估算出部件的成本、功耗和電路板面積。此外，還需要考慮部件在不同應(yīng)用中的變型情況。在不同的變型中，并非所有的元器件都是必要的。如果某個(gè)功能要去掉，可能實(shí)現(xiàn)該功能的ASIC也會(huì)不需要貼到電路板上，從而降低產(chǎn)品成本。
這一部分就是接下來介紹的重點(diǎn)，大家后續(xù)著重要關(guān)注。
?線束設(shè)計(jì)通信架構(gòu)和配電網(wǎng)絡(luò)的各部件之間的連接仍然是邏輯連接，從這些連接上看，并不清楚接插件有多少個(gè)Pin腳，以及每個(gè)Pin腳連接到哪條線路。線束層面進(jìn)行的，是從邏輯連接開始，再到電氣連接，然后定義線束。這三個(gè)層次如圖2.8所示。電氣連接規(guī)定了每個(gè)邏輯連接需要多少Pin和導(dǎo)線。然后，必須為這些電氣連接分配線纜類型。線纜類型可以是單線、多芯電纜、帶或不帶塑料護(hù)套的雙絞線，也可以是屏蔽線，如同軸電纜和屏蔽雙絞線。在從電氣層到線束層的設(shè)計(jì)中，必須設(shè)置分叉點(diǎn)、合并點(diǎn)或終結(jié)點(diǎn)。例如，分叉點(diǎn)可能出現(xiàn)在車門的連接處。合并點(diǎn)出現(xiàn)在多條線束匯聚成一條線束處。此外，電路圖并沒有任何Pin腳和導(dǎo)線如何與接插件對(duì)應(yīng)的信息。因此，在線束設(shè)計(jì)時(shí)，必須將電氣層面的Pin腳分配給線束層面的接插件。綜上所述，可以概括出以下任務(wù)，這些任務(wù)的作用就是從邏輯連接逐漸細(xì)化到線束層面：汽車電子嵌入式開發(fā)，介紹EB tresos/Systemdesk,Davinci CFG/Developer，Simulink工具開發(fā)，帶您學(xué)習(xí)經(jīng)典/Adaptive AUTOSAR平臺(tái)，功能安全SafetyOS/Safetlib" data-from="0">
- 通信架構(gòu)
- 配電系統(tǒng)
- 部件架構(gòu)
- 線束
配電系統(tǒng)再來看看配電系統(tǒng)。在這個(gè)子層面上，部件，即控ECU、傳感器和執(zhí)行器，由配電線路供電。為此，首先必須明確電的來源。在現(xiàn)在的傳統(tǒng)汽車中，通常是電池或發(fā)電機(jī)。在新能源汽車上，這一任務(wù)也可以由所謂的“OBC”（On-Board-Charger）來完成。來自這些源頭的電力通過車內(nèi)的電源分配器或保險(xiǎn)絲繼電器盒分配給各部件。每個(gè)部件都有電源線和連接到地的地線。在有的傳感器和執(zhí)行器中，有時(shí)可能會(huì)直接由ECU供電。?光解決電源問題還不行，咱們可不是貔貅，只進(jìn)不出（不要告訴我你連貔貅都不認(rèn)得，去參加個(gè)0元云南旅行團(tuán)自然就知道了），還必須考慮接地。在我們的天窗例子中，所有ECU都連接到KL30上，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)仍然能夠工作。下圖為ECU2和網(wǎng)關(guān)的配電。來自電池或發(fā)電機(jī)的供電是通過兩個(gè)電源分配器實(shí)現(xiàn)的，而ECU和網(wǎng)關(guān)則連接到一個(gè)公共接地點(diǎn)。?
部件架構(gòu)部件架構(gòu)描述了ECU、復(fù)雜的傳感器和執(zhí)行器以及電源分配器的內(nèi)部工作原理。因此，它代表了從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和配電網(wǎng)絡(luò)中的部件的內(nèi)部細(xì)節(jié)。?如果是ECU、傳感器或執(zhí)行器這些復(fù)雜電子部件，僅僅通過PCB電路原理圖的形式來進(jìn)行描述是不夠的，而是還需要元器件選型型號(hào)的詳細(xì)說明。除此之外，還需要關(guān)注部件的PCB電路板的類型和面積、操作系統(tǒng)和電源元件。有了這種粒度的架構(gòu)，就可以估算出部件的成本、功耗和電路板面積。此外，還需要考慮部件在不同應(yīng)用中的變型情況。在不同的變型中，并非所有的元器件都是必要的。如果某個(gè)功能要去掉，可能實(shí)現(xiàn)該功能的ASIC也會(huì)不需要貼到電路板上，從而降低產(chǎn)品成本。
這一部分就是接下來介紹的重點(diǎn)，大家后續(xù)著重要關(guān)注。
?線束設(shè)計(jì)通信架構(gòu)和配電網(wǎng)絡(luò)的各部件之間的連接仍然是邏輯連接，從這些連接上看，并不清楚接插件有多少個(gè)Pin腳，以及每個(gè)Pin腳連接到哪條線路。線束層面進(jìn)行的，是從邏輯連接開始，再到電氣連接，然后定義線束。這三個(gè)層次如圖2.8所示。電氣連接規(guī)定了每個(gè)邏輯連接需要多少Pin和導(dǎo)線。然后，必須為這些電氣連接分配線纜類型。線纜類型可以是單線、多芯電纜、帶或不帶塑料護(hù)套的雙絞線，也可以是屏蔽線，如同軸電纜和屏蔽雙絞線。在從電氣層到線束層的設(shè)計(jì)中，必須設(shè)置分叉點(diǎn)、合并點(diǎn)或終結(jié)點(diǎn)。例如，分叉點(diǎn)可能出現(xiàn)在車門的連接處。合并點(diǎn)出現(xiàn)在多條線束匯聚成一條線束處。此外，電路圖并沒有任何Pin腳和導(dǎo)線如何與接插件對(duì)應(yīng)的信息。因此，在線束設(shè)計(jì)時(shí)，必須將電氣層面的Pin腳分配給線束層面的接插件。綜上所述，可以概括出以下任務(wù)，這些任務(wù)的作用就是從邏輯連接逐漸細(xì)化到線束層面：
- 電氣連接的定義
- 合并點(diǎn)的設(shè)置
- 分叉點(diǎn)的設(shè)置
- ?終結(jié)點(diǎn)的設(shè)置
- 接插件Pin腳分配
- 線纜的選擇
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