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第一百三十二章 MOST系統的規劃(一)

device和canopen,是兩個定位於不同市場的標準應用層協議(en50325)。device適合於工廠自動化控制;canopen適合於所有機械的嵌入式網路。這又造就了兩個不同的應用範圍,因此,有必要定義應用層的規範歷史(可以將一些特定的大量嵌入式系統排除在外)。

從2000年開始,一個由數家公司組成的iso任務組織定義了一種時間觸發can報文傳輸的協議。berndmueller博士、thomasfuehrer、bosch公司人員和半導體工業專家、學術研究專家將此協議定義為“時間觸發通訊的can(ttcan)”,計劃在將來標準化為iso11898-4。

這個can的擴充套件已在矽片上實現,不僅可實現閉環控制下支援報文的時間觸發傳輸,而且可以實現can的x-by-wire應用。因為can協議並未改變,所以,在同一個的物理層上,既可以實現傳輸時間觸發的報文,也可以實現傳輸事件觸發的報文。

ttcan將為can延長5-10年的生命期。現在,can在全球市場上仍然處於起始點,當得到重視時,誰也無法預料can匯流排系統在下一個10-15年內的發展趨勢。這裡需要強調一個現實:近幾年內,美國和遠東的汽車廠商將會在他們所生產汽車的序列部件上使用can。

另外,大量潛在的新應用(例如:娛樂)正在呈現——不僅可用於客車,也可用於家庭消費。同時,結合高層協議應用的特殊保安系統對can的需求也正在穩健增長。德國專業委員會bia和德國安全標準權威tuv已經對一些基於can的保安系統進行了認證。

canopen-safety是第一個獲得bia許可的can解決方案,device-safety也會馬上跟進。全球分級協會的領導者之一,germanischerlloyd正在準備提議將canopen韌體應用於海事運輸。在其他事務中,規範定義可以透過自動切換將canopen網路轉換為冗餘匯流排系統。

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隨著時間的推移,can匯流排在不斷改善中日趨完美,這反應在車輛製造中,尤其是前世的大眾,從車輛的行車電腦到各種ecu甚至它的影音娛樂系統,都全線採用了can匯流排技術,尤其是它高檔豪華轎車系列裡的光纖娛樂系統裡,為了將光纖與can部件連接起來,專門設計了一個can/most介面盒,簡稱娛樂資訊多媒體盒。

楊小樂簡單地寫下了can匯流排的底層協議、數據鏈等等框架,等明年ecu電路完成得差不多的時候,自然會有人提出,這麼多獨立的ecu怎麼實現通訊的時候,自己才將這個協議丟擲了,讓他們組織人手研發出來,只要搶在1983年之前釋出出來,就一切萬事大吉了。

實際上,相對於汽車上的其它ecu,楊小樂最在行的還是影音娛樂裝置,畢竟前世維修高檔汽車音響,“引進”了很多知名的oem廠家的底層技術資料,對各種電路結構、字型檔、系統都是熟的不能再熟了。

而目前,楊小樂最感興趣的是如何研發出most光纖娛樂系統。

光纖系統其它都好說,唯一的難點就是這個光纖,尤其應用在這套系統上的塑膠光纖,按照目前的技術,難以找到代工的工廠進行生產。

塑膠光纖的研究在前世始於60年代。

1968年美國的杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯材製備出塑膠光纖,但光損耗很大。

1974年日本的三菱人造絲公司以pmma和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發出塑膠光纖,其光損耗為3500db/km,難以用於通訊。

80年代日本的一些大企業和大學對低損耗塑膠光纖的裝置進行了大量的研究,因此,三菱公司以高純mma單體聚合pmma,使塑膠光纖損耗下降到100-200db/km;1983年ntt公司開始用氘取代pmma中的h原子,使最低光損耗可達到20db/km,並可傳輸近紅外到可見光的光波。

經過幾年的發展,直到2001以後,塑膠光纖才開始應用到汽車most系統裡。

這是因為,塑膠光纖具有高帶寬、無串擾、價格低廉,沒有無線電波和電磁干擾的優點,因此,塑膠光纖可用於車載通訊、視聽系統。車載機通訊網路和控制系統組成一個網路,將微型計算機、衛星導航裝置、行動電話、傳真等外設納入機車整體設計中。旅客還可透過塑膠光纖網絡在座位上享受音樂、電影、影片遊戲、購物、inter等服務。

而用於most的塑膠光纖連接線由most專用塑膠光纜配以符合most標準的插針、殼體、殼體蓋、防塵帽、波紋管等組成。應用於高檔次的頂級豪華轎車上面,主要是多媒體娛樂系統、gps、車載電話等功能運用,傳輸數據量大、損耗小、速度快、抗幹擾強等特點。

它是基於pmma光纖以及紅色led(650奈米),用於連線汽車內娛樂系統的光學數據總線標準。比如,它能夠實現cd以及dvd播放機,調諧器,lcd顯示裝置以及gps導航系統之間的光學互連。

匯流排的工作速率是25m,不過正計劃上升到50m以及150m。該標準是以德國只是產權公司於1995年聯合10多家歐美汽車製造商之後產生的。

而德國寶馬公司(bmw)在2002年3月上市的bmw7系列中鋪設50米塑膠光纖。

寶馬公司則新增加了兩種車內lan。一種是信息系統lan的“most”,另一種是控制系統lan的“byteflight”。此次寶馬車上採用most和byteflight,將開創most與bytefligh走向實用化的先河。most採用的塑膠光纖長度為7米,bytefligh採用為43米。

此後,在歐洲至少有有16個車型採用了most通訊系統。

因此,楊小樂開始頭疼了,沒有成熟的配件,怎麼設計呢?是等待產品成熟了以後,才開始研發嗎?

可惜等產品成熟了,也就沒有自己什麼事情了。

而塑膠光纖在傳感器、消費電子領域具有明顯的優勢,如電腦、影片攝像機、cd-rom、dvd、vcd、tv、印表機、掃描器、磁碟和立體聲系統等。

例如前世華夏國dvd行業dvd年產量約為3000萬臺,用於dvd音訊光纖跳線的塑膠光纖需求量為30000km,價值1200萬元;如加工成光纜,價值3000萬元,如加工成音訊光纖跳線,價值1.5億元。考慮到華夏國內主要是把塑膠光纖加工成光纜或音訊光纖跳線出口到日本、韓國、臺灣、歐美等國家與地區,塑膠光纖在國內這方面的市場需求至少有1億元。

更有甚者,由於全球塑膠光纖的需求量迅速增加,在前世2005年國際上pmma塑膠光纖銷售額已經達到數十億美元。而適用於數據傳輸的低損耗pmma塑膠光纖,目前只有日本三菱公司能夠生產,每年華夏國均從日本進口大量的pmma塑膠光纖。

就算不算塑膠光纖在民用裡的使用前景,單看塑膠光纖在軍事上的用途就讓楊小樂感覺到研發塑膠光纖勢在必行。

因為在單兵作戰系統中,重量輕、可撓性好、連線快捷的塑膠光纖,被用於士兵穿戴式的輕型計算機系統。塑膠光纖也被用在飛機、戰艦、導彈等高科技智能武器的控制系統中。

因此,楊小樂決定在從日本採購塑膠光纖裝置,再從日本聘請幾個專家,結合鳳凰公司培養出來的材料技術人員,開始秘密研發pmma塑膠光纖,有自己的金手指在其中干涉,一定可以讓pmma塑膠光纖早日問世。

因為,楊小樂已經決定,自己以後的汽車製造廠生產的汽車,全都會配備上這套most系統,藉此來推廣自己的這套系統。

但是,目前這套系統的研發,還不合適,至少得等自己的塑膠光纖生產出來以後才行,於是,楊小樂給這家工廠預定的時間是10年,在這10年時間裡,研發出來的塑膠光纖,至少可以滿足自己把most系統應用在車輛上。

most匯流排是作為寶馬公司、戴姆勒克萊斯勒(daimlerchrysler)公司、harman/becker公司(音響系統製造商)和oasissiliconsystems公司之間的一項聯合。其後不久(1998年),參與各方建立了一個自主的實體,即most公司,由它控制匯流排的定義工作。oasis公司自己保留對most命名的權利。由一家獨立的測試機構負責產品的認證過程,例如ruetz技術公司。除了順從性測試以外,ruetz公司還為most匯流排系統開發提供使用的軟、硬體分析工具,以及most系統的培訓。

most匯流排專門用於滿足要求嚴格的車載環境。這種新的基於光纖的網路能夠支援24.8mbps的資料速率,與以前的銅纜相比具有減輕重量和減小電磁干擾(emi)的優勢。

most傳輸協議由分割成幀的資料塊組成,每一幀包含流資料、分組資料和控制數據。

在物理層上,傳輸介質本身是有塑膠保護套、內芯為1mm的pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)光纖,oem供應商可以將一束光纖像電線一樣捆成光纜。光纖傳輸採用650nm(紅色)的led發射器(650nm是pmma光譜響應中的低損耗“視窗”)。資料以50mbaud、雙相編碼的方式傳送,最高資料速率為24.8mbps。

most的定義是非常普通的,允許採用多種拓撲結構,包括星形和環形,大多數汽車裝置都採用環形佈局。一個most網路中最多可以有64個結點。一旦汽車接通電源,網路中的所有most結點就全部啟用,這對低功耗、停電模式設計是一大重點,包括系統處在該種狀態下的功耗量以及如何進入狀態。most結點在通電時的預設狀態是直通,即進入的資料從接收器直接傳送至發射器,以保持環路的暢通。