Типы автомобильных систем передачи данных

Технический прогресс привел к повышению требований пользователей автомобилей к объему эксплуатации и комфорту управления. По этой причине доля электронных компонентов в бортовой сети автомобиля увеличивается.

Большинство потенциальных отказов, связанных с электрической системой автомобиля, связано с повреждением электропроводки и контактов. Ограничение количества контактных соединений и длины проводов в установке транспортного средства значительно повысит надежность электрической сети транспортного средства. Сети передачи данных предназначены для уменьшения количества проводов в электрической системе автомобиля.

Объединение электрических систем транспортного средства в сеть с использованием систем передачи данных дает значительные преимущества, например, повышение надежности электрических систем, снижение веса транспортного средства, упрощение конструкции электрических систем, уменьшение электромагнитных помех, так называемые электромагнитная совместимость, повышенная экономичность производства, возможность использования одних и тех же измерительных элементов в нескольких системах, простота внесения изменений в процесс управления (замена программного обеспечения), возможность полного использования возможных функций системы, более быстрая передача данных между измерительными элементами и контроллерами, возможность введения функции взаимного контроля (самодиагностика), повышение интеграции схем, возможность передачи только цифровым способом (нет необходимости преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые).

Производители транспортных средств во многих случаях используют разные конструктивные решения, что создает различные требования к обмену данными между электронными системами транспортного средства. Этот спектр деятельности в автомобильной промышленности вызвал необходимость внедрения различных типов сетей передачи данных, которые мы называем шинами данных. Современные системы передачи данных работают с различными скоростями передачи и в соответствии с определенными стандартами (протоколами передачи), поэтому возникла необходимость ввести соответствующее соединение, обеспечивающее обмен данными между этими системами. Взаимосвязь состоит из шлюзов. Это процессоры, которые в результате преобразования данных в другой формат позволяют адаптировать информацию к данной системе, управляющей сетью передачи.

Современные сетевые решения для передачи данных позволяют модифицировать базовые сетевые системы в так называемых сети с гибридной структурой. В общей классификации выделяются три основных типа сетей передачи данных: линейные (последовательные), кольцевые и звездообразные.

Линейная структура характеризуется короткими межузловыми соединениями по отношению к многокабельной линии. Сетевая структура линии передачи позволяет подключать множество изолированных систем. Управляющие устройства, подключенные к сети передачи, передают информацию (наборы данных) без получателя, передача содержит только информацию о типе и содержании данных. В линейной сети передачи каждый абонент (контроллер) имеет одинаковые права доступа к шине. Это означает, что наборы данных могут быть переданы в любое время с соответствующим индексом приоритета. Определение соответствующего приоритета передачи информации должно обеспечить бесперебойный поток информации. Это состояние предотвращает одновременную передачу данных от разных устройств управления. Этот порядок является результатом программирования последовательности передачи.

Кольцевая структура отличается структурной моделью, то есть каждый узел соединен напрямую с двумя соседними, в результате чего получается замкнутая кольцевая схема. В кольцевой сети наборы данных передаются только в одном направлении. Каждый узел - это станция. Если данный набор не предназначен для соседа, данные усиливаются, регенерируются и отправляются на станцию назначения. В результате возврата данных, передаваемых между станциями, в исходную точку, из которой они были отправлены, данные удаляются. Мы используем кольцевую структуру для передачи данных с определенным приоритетом безопасности и скорости передачи, поэтому такую сеть мы создаем только из оптоволоконных кабелей.
Передача данных в сети со звездообразной структурой происходит без присвоения индексов приоритета. Это означает, что абонент напрямую подключен к системе управления. В звездообразной структуре есть конкретный родительский узел, к которому прикреплены другие дочерние узлы. Звездообразная сеть - это система ведущий-ведомый.