نسل جدید ارتباطات دیجیتال در اتومبیل

تا کنون هیچ فناوری به اندازه فناوری اطلاعات و ارتباطات عملکرد اتومبیل ها را در سال های گذشته تحت تأثیر قرار نداده است. سیستم های الکترونیکی به وسیله تعداد زیادی از سازندگان اتومبیل، مشخص و توسط کارپردازان تولید شده اند. در حالی که در گذشته استفاده از سیم کشی یک روش طراحی رایج در اتومبیل ها بود، امروزه به منظور کاهش وزن وسیله نقلیه و مصرف سوخت شبکه های باس در داخل اتومبیل پیش بینی شده اند. این مقاله به استانداردهای ارتباطی جاری و آینده اتوموتیو اشاره می کند که شامل CAM، LIN، Byteflight و MOST همراه با استاندارهای ارتباطی اتوموتیو در حال ظهور همچون TFCAN، TTP و Flex Ray سیستم های اتوموتیو امروزه در گروه سیستم های توزیعی پیچیده با تقاضاهای گوناگون از توانمندی های شبکه قرار می گیرند. کاربرد اتوموتیو شامل چندین واحد کنترل الکترونیکی ECU است. در یک سیستم اتوموتیو که شامل چندین کاربرد باشد، ممکن است بیش از ،۷۰ ECU برای توزیع بیش از ۲۵۰۰ سیگنال مورد نیاز باشد. تعدد سیستم ها و ارتباطات موجب پیچیدگی در شبکه های ارتباطی اتومبیل ها می شود. برای مدیریت پیچیدگی در صنعتی اتوموتیو چندین کنسرسیوم بزرگ راه اندازی شده اند تا روی یک معماری الکترونیکی قابل گسترش و همچنین یک سیستم ارتباطی قابل گسترش مشترک که بتواند از سیستم های اتوموتیو آینده پشتیبانی کند، توافق کنند. در آینده ای نزدیک سیستم های هیدرولیکی اتوموتیو همچون سیستم های رانندگی و ترمز با شبکه های ارتباطی جایگزین سیستم های سیمی خواهند شد. راه حل های پیشنهادی سازندگان اتومبیل برای استفاده از سیستم های اتومبیل هیدرولیکی در اصطلاح سیستم های By-Wire -X یا (XBW) نامیده می شود.
● نیازمندی های ارتباطی اتوموتیو
نیازمندی های یک شبکه ارتباطی اتومبیل از کاربردهایی که این شبکه باید از آن پشتیبانی کند، ناشی می شود. کاربردهای عمده اتومبیل که شامل شبکه و کاربرد باس های میدان می شوند، XBW هستند، که عبارت اند از: سیستم های کلاسیک، سیستم های Power Train، Infotainment یا Multimedia. با نگاهی به سیستم های XBW دو نیاز بسیار مهم قابلیت اعتماد و تحمل پذیری خرابی است. اگرچه برای سیستم های کلاسیک قطعیت مهم تر است در سیستم های جدید مهم ترین نیاز پهنای باند است. دستگاه های چند رسانه ای به پهنای زیاد باند و توانایی های plug-n-plexy نیاز دارند. امروزه از چندین زمینه باس مختلف برای توجه به این تقاضاهای ارتباطی استفاده می شود. مسأله بزرگی که تولیدکنندگان سیستم اتوموتیو با آن سر و کار دارند تعدد و تنوع فناوری های باس است. برای به هم متصل کردن این سیستم ها به پهنای بالای باند به همراه انعطاف پذیری و قطعیت نیاز است. بهترین راه این است که از تعداد کم تری فناوری عمومی استفاده کنیم. برای کاهش پیچیدگی موجود در این سیستم اتوموتیو مدرن بهتر است که روی یک مجموعه از توافق های شبکه ای که می توانند در بسیاری از کاربردها در یک سیستم معمولی اتوموتیو پیدا شوند، اتفاق شود.
● فناوری های رایج
بعضی از رایج ترین فناوری های باس که امروزه ECUها را به هم متصل می کنند، عبارتند از CAN، LIN، Byteflight و MOST.
▪ CAN:
شبکه ناحیه ای کنترل گر برای اولین بار در سال ۱۹۸۱ به وسیله کمپانی بوش ایجاد شد. در ۱۹۹۴ به عنوان یک استاندارد ایزو درآمد و امروزه از پرکاربردترین شبکه های ویژه وسایل نقلیه است. CAN فریم های پیغام را به روشی رخدادگرا انتقال می دهد. این فریم ها می توانند با سرعت هایی تا ۱ مگابایت بر ثانیه انتقال داده شوند اگرچه ۵۰۰ کیلوبایت بر ثانیه رایج ترین انتخاب در سرعت انتقال این فریم هاست. برای مثال کنترل موتور، سیستم های ABS و کروزکنترل با سرعت های کم تر از ۱۲۵ کیلوبایت بر ثانیه انتقال داده می شوند. از این فناوری در سیستم های مربوط به آسایش اتومبیل استفاده می شود؛ برای مثال کنترل صندلی و پنجره.
▪ LIN:
شبکه اتصال محلی یک فیلدباس زمان گرا (راه اندازی شونده به وسیله زمان) است. به وسیله LIN فریم چ های پیغام با سرعتی تا ۲۰ کیلوبایت بر ثانیه انتقال داده می شوند. رسانه فیزیکی در این سیستم یک سیم واحد است. LIN یک استاندارد باز است که در سیستم های اتوموتیو برای کنترل دستگاه هایی همچون صندلی، حس گرهای نور و کنترل آب و هوا استفاده می شود. LIN اغلب به همراه CAN و به عنوان مکمل آن استفاده می شود. این سیستم ارزان تر و ساده تر است و هنوز ارتباطات مورد نیاز بسیاری از کاربردهای اتومبیل را ایجاد می کند.
▪ Byteflight:
در ،۱۹۹۶ بی ام و شروع به توسعه این سیستم کرد که یک شبکه دسترسی چندگانه انعطاف پذیر تقسیم زمانی است. رسانه فیزیکی استفاده شده در این سیستم فیبر نوری پلاستیکی است. یکی از توانایی های پروتکل Byteflight پشتیبانی از انتقال پیام رخدادگراست، اگرچه انتقال فریم پیغام هم به صورت دینامیک و هم به صورت استاتیک ممکن است. این سیستم تأخیرهای ثابت از پیش تعیین شده را برای تعداد محدودی از پیام های زمان واقعی با اولویت بالا تضمین می کند. افزون بر این فرستاندن پیغام های غیرواقعی به یک روش اولویت بندی شده با مکانیسمی خاص امکان پذیر است. کاربردهای معمول که به وسیله این شبکه پشتیبانی می شوند، شامل سیستم های کیسه هوا، کشش دهنده های کمربند ایمنی و سایر سیستم های ایمنی درون اتومبیل می شود؛ چرا که این گونه سیستم ها به زمان های پاسخ سریع و انجام مأموریت کوتاه نیاز دارند.
▪ MOST:
برای پشتیبانی از ارتباطات کاربردهای مولتی مدیا، MOST یا انتقال سیستم های رسانه گرا استفاده می شود. این فناوری برای اولین بار در ۱۹۹۷ راه اندازی شد و قادر است هم ترافیک زمان گرا و هم ترافیک رخدادگرا را با انتقال فریم قابل پشتیبانی، پیش بینی کند. MOST در آینده نزدیک با سرعت های ۱۵۰ مگابایت بر ثانیه در دسترس خواهد بود. در این فناوری از فیبر نوری پلاستیکی برای رسانه انتقالی استفاده می شود. کاربردهای عمومی MOST عبارت اند از: اتصال میان telematic و infotainment مانند نمایش گرهای ویدیویی، سیستم های هدایت جی پی اس، بلندگوهای فعال و رادیوهای دیجیتال. MOST اولین فناوری شبکه بود که به وسیله DVD-CCA برای حمل رشته های ویدیویی دیجیتال حفاظت شده مورد تصویب قرار گرفت.

systemgroup.net

منبع : روزنامه ابرار اقتصادی