2)终端电阻配置
根据CAN标准要求,在每个网段保证60Ω的终端电阻。
对上述配置分析,初步将终端电阻配置在BCM、IC以及EMS的控制器上。提前规划可以设计成内置终端电阻。
3)负载率的计算
负载率的理论计算可以预先评估出各网段的通常情况下负载率值,与设计预期值进行对比分析、风险评估后可结合网段划分原则中前4点因素,适当调整ECU所挂接的网段,以免负载率过大导致总线问题。
负载率的通用计算公式如下
负载率=F×(128或者108)×R ×100%(1)
式中:F----每秒钟总线上发送的报文数;128----29位ID;108----11位ID;R----位时间。计算结果见表3。
4)网络管理分析
根据ECU是否需要在点火钥匙断开后工作,CAN网络中的ECU可分为如下2类。
A类:ECIJ只在点火钥匙接通时工作(例如:EMS、TCU)。
B类:ECU不仅在点火钥匙接通时,还需要在点火钥匙断开后工作(例如:BCM、IC)。
综上所述,结合前期基本调查问卷各ECU网络管理支持情况及项目总体规划,制定出网络管理方案:
① 初步将动力安全采用简单的钥匙ON唤醒,钥匙OFF休眠,但是延时时间不能超出ECU给出的延时时间;②设计车身部分的网络管理需要满足OSEK网络管理需求规范。
5)诊断接口规划
根据目前整车网络方案,参考诊断需求规范,分析各诊断方式的优缺点,制定出整车的诊断方案和采用的诊断协议。诊断方式:①按照国际标准选择诊断接口的类型;②按照网段划分和前期分析确认诊断接口在整个架构中的搭建方式:跨接还是网关转发。
6)网关路由选择
网关路由的目的是用于构建网络连接功能,包括数据的过滤、重新打包和转发。其选择需要确认是否需要网关和采用何种路由网关。
3 期望方案
在网络拓扑结构设计过程中,不仅需要考虑整车分布式功能、优化部件功能设计、前期的6项分析外,同时,需要综合考虑:①CAN网络的节点数目;②节点固定位置;③线束布置;④可扩展性。
综合前期的所有推理与分析,最终制定出比较合理的拓扑结构期望方案。如图1所示。
方案中,整车分为动力CAN网段(红色)和车身CAN网段(蓝色)。在本方案中,BCM将作为一个集成网关,既完成车身负载的控制功能,也完成BCAN和PCAN之间的报文转发。此方案中网关预留有3路:诊断、LIN和根据速率要求的一路总线通信,可满足后期拓展需求。
DLC(诊断接口)跨接在BCAN和PLAN上,采用UDS on CAN来实现整车的诊断功能。CMIC跨接在BCAN和PCAN上,实现仪表的显示功能。同时,CMIC可以作为备用网关使用,防止BCM故障后网关功能丢失,影响网段之间的通信。
动力网段采用J1939协议,通信速率为250kbits/s 、网络管理采用OSEK间接网络管理;车身CAN采用J1939协议,通信速率为250kbits/s,网络管理采用OSEK直接网络管理。
采用方案设计的网络拓扑结构可以满足整车的功能和可靠性,并且可以满足后期的拓展需求,实现架构平台化。