二、数据交换总线系统的功能特点
奥迪A6系列轿车有A6, A6L两大类,A6为基本型,A6L为改进型。这两大系列轿车,根据排量的不同又有多种车型。奥迪A6系列轿车的动力传动CAN总线和舒适系统CAN总线的结构特点与大众轿车一般车型的这部分结构基本相同,这里不多述。下面仅介绍其多媒体系统数据交换总线。
(一)多媒体系统数据交换总线结构特点
奥迪A6系列轿车多媒体系统数据交换总线简称MOST BUS,是一种先进的车载光纤(LWL)总线系统。其组成结构可用图1所示的图形来表示。
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由于奥迪A6系列轿车的信息系统中装配了大量的现代信息娱乐媒体,为此信息娱乐媒体中采用了光纤传导技术构成的MOST-BUS总线网络结构来对信息数据进行传输。在光纤环路系统中,前部信息显示控制单元J523、电视调谐器控制单元R78、收音机调谐器R、音响控制单元J525、电子通信系统(电话控制单元R36), CD换碟机控制单元R41、卫星导航控制单元J104、读卡器系统电路、语言操作系统电路与数据总线故障诊断系统J533通过光纤组成了一个封闭的环形结构,各个控制单元通过光纤以相同的方向在环路中发送数据到相邻的下一个控制单元。具有传输速度高,传输数据量大,信号衰减小,不容易受外界干扰,耐腐蚀及灵敏度高等优点。由此可见,MOST BUS总线网络是汽车多路传输网络系统的发展方向,也是汽车线束的发展方向。
(二)多媒体系统数据交换总线光纤的类型
MOST-BUS总线网络采用光纤制成(目前,采用光纤的还有Byteflight总线系统)的,与采用铜导线作为传输介质的总线相比,铜导线在数据传输速率较高时会产生很强的电磁辐射,这些辐射会干扰车辆上其他控制单元的工作;而光纤传输的是光束,不会产生干扰。且与铜导线相比,在有效带宽相同时,光纤所占空间更小,重量更轻。光纤总线主要分为无源与有源两大类。
1.无源光纤总线
这类总线主要由光纤与光纤祸合器共同构成。
2.有源光纤总线
这类总线除了具有光纤与光纤祸合器外,还设置了光中继器或光放大器,以增强光信号。
采用光纤制成的导线称为光缆,常用的光缆是塑料光缆(K-LWL)与玻璃纤维光缆(G-LWL)。由于塑料光缆具有对灰尘不敏感且加工维修方便等特点,故MOST-BUS总线网络都由塑料光缆组成。
目前,光缆主要有三种颜色,其中:MOST-BUS总线网络使用绿色光缆,Byteflight总线系统使用黄色光缆,还有一种桔黄色光缆作为售后服务维修使用。
(三)多媒体系统数据交换总线无源光纤系统的特点
使用无源光纤的MOST-BUS总线网络的特点较多,归纳起来主要有以下4个方面:
①能够双工传输信息,抗干扰性能强,可以抵抗车辆上电路产生的各种脉冲干扰;
②由于光纤允许有较高的数据传输速率与较高的信噪比,故较适合发动机的实时控制、车辆状态监测和通断负载的开关控制等要求;
③频带宽、灵敏度与传输效率高、信号功率损失小、尺寸小、重量轻、能耗少,与频率的关系减弱;
④耐腐蚀、超高绝缘,不存在短路与接地的问题。
(四)多媒体系统数据交换总线数据传输特点
MOST-BUS总线网络用于传输车辆中的所有通信与信息系统的数据。各控制单元之间通过环形总线进行连接,由于总线只向一个方向传输数据,故各个控制单元都有两根光缆线,一根用于发送数据,另一根用于接收数据。
另外,由于各个控制单元中都采用了纯光纤进行连接,故发射与接收二极管是通过位于控制单元内的光纤安装在控制单元内部(位置可以任意),由此可以把两个光纤表面在电线束插头内复合,这样就不需要对光纤敏感的端面进行额外的保护了。
(五)多媒体系统数据交换总线光纤传送信息的方式与原理
光纤传送信息的方法主要有时分复用(OTDM)、波分复用(WDM)以及频分复用(FDM) 3种方式。
光纤传输信息的原理是这样的,先将控制单元送来的电信号在发射元件内转换成光信号,并发射到光缆内。光纤用于光波的导向,为了使发射出来的光线不会从光纤中射出,光纤有外包层,该外包层可以使光线发生反射并借此使光线继续传输。光线就会这样穿过光缆然后通过接收元件重新转换成电信号。
(六)多媒体系统数据交换总线控制单元的结构
在奥迪A6系列轿车MOST BUS总线网络中,各控制单元的内部是由光波导体、光纤插头、发光二极管、光电二极管、MOST(媒体系统数据对换)传输接收机、微处理控制器、控制单元内部电源电路、电气插座连接器与其他一些辅助部件等组成。
1.光纤导体
光纤导体即为FOT发射单元,用于光波的传播,故又称其为光波导体。在MOST-BUS总线网络的每个控制单元中,都有一个光纤导体,它由一个光电二极管和一个发光二极管共同构成。
①光电二极管用于将传输来的光波信号转换为电压信号,然后输送给传输接收机。
②发光二极管的作用是将MOST-BUS总线网络接收机的电压信号转换为光纤传输信号,也就是产生波长为650 nm的红色光波。
2.光波的调制与传输
在MOST-BUS总线网络中,各种数据将通过光波的调制来进行传输,经调制后的光线接着将通过光波导体被导向下一个控制单元。以此类推,整个MOST-BUS就形成了一个有序的数据交换网络。