理论教育 汽车车载网络技术:MOST总线数据传输

汽车车载网络技术:MOST总线数据传输

时间:2023-09-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于使用了固定的时间光栅和脉冲频率,MOST系统允许传递同步数据。MOST总线在数据区最多可将60B的有效数据发送到控制单元。校验信息帧内包含控制和诊断数据,这些数据由发射器传送到接收器,称之为根据地址进行的数据传输。如果某一控制单元唤醒了MOST总线,那么该控制单元就会向下一个控制单元发射一种专门调制的光波。首批信息帧要求MOST总线上的控制单元提供标识符。

汽车车载网络技术:MOST总线数据传输

1.信息帧

(1)脉冲频率 MOST系统管理器以44.1kHz的脉冲频率向环形总线上的下一个控制单元发送信息帧(Frames)。由于使用了固定的时间光栅和脉冲频率,MOST系统允许传递同步数据。

在MOST系统中,音频和视频信息必须以同步数据形式,用相同的时间间隔来发送。MOST系统采用的44.1kHz这个固定的脉冲频率与数字式音频、视频装置(如CD机、DVD机、DAB收音机)的传输频率是相同的,可以实现整个系统的脉冲频率同步。

(2)信息帧的结构 在MOST系统中,一个信息帧的大小为64B(1B=8bit),可分成图4-28所示的几部分。

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图4-28 MOST信息帧的结构

1)起始区。起始区(图4-29)表示一个信息帧的开始,每段信息帧都有自己的起始区。

2)分界区。分界区(图4-30)用于区分起始区和数据区。

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图4-29 起始区

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图4-30 分界区

3)数据区。MOST总线在数据区最多可将60B的有效数据发送到控制单元。数据分为两种类型:一种是同步数据,如音频和视频信息;另一种是异步数据,如图片、用于计算的信息及文字信息等。数据区的分配(图4-31)是可变的,数据区的异步数据在0~36B之间,同步数据在24~60B之间,同步数据的传输具有优先权。异步数据根据发射器/接收器的地址(标识符)和可用异步总容量,以4B为一个数据包被记录并发送到接收器上。

4)校验字节。两个校验字节(图4-32)传送发射器/接收器地址(标识符)和接收器的控制指令(如放大器音量增大或音量减小)信息。

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图4-31 数据区的分配

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图4-32 两个校验字节

一个信息组中的校验字节在控制单元内汇成一个校验信息帧。一个信息组中有16个信息帧。校验信息帧内包含控制和诊断数据,这些数据由发射器传送到接收器,称之为根据地址进行的数据传输。

这些信息包括:发射器与前部信息控制单元之间的通信、接收器与音频放大器之间的通信以及控制信号(音量增大或音量减小)等。

5)状态区。信息帧的状态区(图4-33)包含用于给接收器发送信息帧的信息。

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图4-33 信息帧的状态区

6)奇偶校验区。奇偶校验区(图4-34)用于最后检查数据的完整性,该区的内容将决定是否需要重复一次发送过程。

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图4-34 奇偶校验区

2.MOST总线的工作过程

(1)系统启动(唤醒) 如果MOST总线处于休眠模式,那么首先必须通过唤醒过程将系统切换到备用模式。如果某一控制单元(系统管理器除外)唤醒了MOST总线,那么该控制单元就会向下一个控制单元发射一种专门调制的光波(称为伺服光波)。环形总线上的下一个控制单元通过在休眠模式下工作的光敏二极管来接收这个伺服光波并将该光波继续下传,该过程一直进行到系统管理器为止(图4-35)。

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图4-35 伺服光波的传输过程

系统管理器根据传来的伺服光波来识别是否有系统启动的请求,然后系统管理器向下一个控制单元发送一种专门调制的光波(称为主光波)。这个主光波由所有的控制单元继续传输,光导发射器(FOT)接收到主光波后,系统管理器就可识别出环形总线现在已经封闭(闭合),可以开始发送信息帧了(图4-36)。

首批信息帧要求MOST总线上的控制单元提供标识符。系统管理器根据标识符向环形总线上的所有控制单元发送实时顺序(实际配置),于是就可以进行根据地址的数据传输了。诊断管理器将报告上来的控制单元(实际配置的控制单元)与控制单元存储表(规定配置)进行对比、确认。如果实际配置与规定配置不相符,诊断管理器就会存储相应的故障。这时唤醒过程就结束了,可以开始数据传输了(图4-37)。(www.daowen.com)

(2)同步数据的传输 在MOST系统中,音频和视频信息是作为同步数据传输的。为便于理解,下面以奥迪A82003年款汽车播放音乐CD(图4-38)为例来进行说明。

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图4-36 主光波

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图4-37 唤醒过程结束(开始数据传输)

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图4-38 同步数据(音频和视频信息)的传输过程

首先,用户通过多媒体操纵单元E380和信息显示单元J685(图4-38中未示出)来选择CD上的曲目。操纵单元E380通过一根数据导线将控制信号传给前部信息控制单元J523(系统管理器),然后系统管理器在不断发送的信息帧内加入一个带有以下校验数据的信息组(16帧)。

1)发射器地址——前部信息控制单元J523,环形位置3。

2)数据源的接收器地址——CD机,环形位置3(取决于装备情况)。

3)控制指令——播放第10个曲目。

4)分配传送通道——CD机(数据源)确定数据区中有哪些字节可以用于传送数据,然后加入带有以下校验数据的信息组。

5)信息源发射器地址——CD机环形位置(取决于装备情况)。

6)系统管理器的接收器地址——前部信息控制单元J523,环形位置1。

7)控制指令——CD的数据传送到通道01、02、03、04(立体声)。

同步传输的数据管理如图4-39所示,前部信息控制单元J523用带有以下校验数据的信息组。

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图4-39 同步传输的数据管理

1)发射器地址——前部信息控制单元J523,环形位置1。

2)接收器地址——数字式音响包控制单元J525,环形位置(取决于装备情况)。

3)控制指令——向数字式音响包控制单元J525(数据接收器)发出播放音乐的指令。

①指令1——读出通道01、02、03、04,并通过扬声器播出。

②指令2——当前的音响效果设定,如音量、前后音量平衡、左右音量平衡、低音、高音、中音。

③指令3——关闭静音切换。

CD机上的数据先被保存在数据区,直至信息帧经环形总线又到达CD机(数据源)为止。这时这些数据就被新的数据所取代,该循环又重新开始。这样可使得MOST总线上的所有输出装置(音响包、耳机)都可使用同步数据。系统管理器通过发送相应的校验数据来确定哪个装置使用数据。音频和视频信息的传输需使用每个数据区的数个字节。数据源会根据信号类型预定一些字节,这些已被预定的字节就称为通道(信道)。一个通道包含一个字节的数据。传输通道的数量见表4-1。通过这种预定通道的方式,多个数据源的同步数据就可以同时传输。

表4-1 传输通道的数量

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(3)异步数据的传输 在MOST系统中,导航系统的地图显示、导航计算、互联网网页和E-mail等图片、文本信息是作为异步数据传输的(图4-40)。异步数据源是以不规则的时间间隔来发送这些数据的。为此,每个数据源将其异步数据存储到缓冲寄存器内。然后数据源开始等待,直至接收到带有接收器地址的信息组。

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图4-40 异步数据的传输

数据源将数据记录到该信息组数据区的空闲字节内。记录是以每4个字节为一个数据包的形式进行的。接收器读取数据区中的数据包并处理这些信息。异步数据停留在数据区,直至信息组又到达数据源。数据源从数据区提取数据,在适当的时候用新数据取代这些数据。

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