为什么需要总线系统
当今，从小型车辆到高级车辆都使用了大量的电子装置。
可以预见，在未来几年内电子组件的数量会明显增加。无论是立法机构还是客户都要求进行这种改进。立法机构关注于降低废气排放和燃油消耗。而客户希望不断改善驾驶舒适性和安全性。
很早以前就已经使用了能够满足这些要求的控制单元。例如，数字式发动机电子系统和安全气囊系统就采用了控制单元。
由此实现的复杂功能必然要求控制单元之间进行数据交换。通常情况下，通过信号线路传输数据。但由于控制单元的功能越来越复杂，只能以更高的成本实现这种数据传输方式。
各个控制单元原本独立的处理过程通过各种总线系统相互联系起来。也就是说，对所有处理过程进行分配、在整个车载网络系统内完成处理过程，并使这些过程共同发挥作用。
从而增加了车载网络内的数据交换。此外，通过这种交换方式还能执行很多新功能。例如，其结果是带来了更高的行驶安全性和行驶舒适性。
以前使用的车载网络已无法实现这些要求。
以前所用车辆网络的局限性；
• 布线成本提高
• 生产成本提高
• 车内空间要求提高
• 组件构造难以控制
• 整个系统可靠性下降。
总线系统的好处；
• 提高整个系统的可靠性
• 降低布线成本
• 减少各种电缆数量
• 减小电缆束横截面
• 灵活布线
• 多重使用传感器
• 能够传输复杂数据
• 进行系统变更时更具灵活性
• 随时能够扩展数据范围
• 为客户实现新型功能
• 有效诊断
• 降低硬件成本。
数字信号与电路模拟传输
模拟显示数据（= 信息）是指通过直接与数据成比例的连续变化物理常量进行表示。
模拟信号的特点是，它可以采用 0 % 至 100 % 之间的任意值。因此该信号为无极方式。
例如：指针式测量仪表，水银温度计，指针式时钟。
【1】最大【U】电压【T】时间
例如在听音乐时，耳朵就会接收到模拟信号（声波连续变化）。电气设备（音响系统、收音机、电话等）以同样的方式通过连续变化的电压表示出这种声音。
但当这种电信号由某一设备向另一设备传输时，接收装置接收到的信息与发射装置发送的信息并不完全相同。这是由于下列干扰因素造成的：
• 电缆长度
• 电缆的线性电阻
• 无线电波
• 移动无线电信号
数字传输
数字表示方式就是以数字形式表示不断变化的常量。尤其在计算机内，所有数据都以“0”和“1”的序列形式表示出来（二进制）。因此，“数字”是“模拟”的对立形式。
例如：数字万用表、数字时钟、CD、DVD。
【U】电压【T】时间
二进制信号与信号电平
“Bi”一词来源于希腊语，表示“2”。因此，一个二进制信号只能识别两种状态：0 和 1，或高和低。
例如：
• 车灯亮起 – 车灯未亮起
• 继电器已断开 – 继电器已接通
• 供电 – 未供电。
每个符号、图片甚至声音都由特定顺序的二进制字符构成，例如 10010110。
通过这些二进制编码计算机或控制单元可以处理信息或将信息发送给其它控制单元。
【1】高【2】低【U】 电压【T】时间
为了能够清楚区分车辆应用方面的分高低两种电平状态，明确规定了每种状态的对应范围：
• 高电平为 6 V 至 12 V
• 低电平为 0 V 至 2 V。
2 V 至 6 V 之间的范围是所谓的禁止范围，用于识别故障。
常见总线介绍
原则上总线系统分为两组：
- 主总线系统
- 子总线系统。
主总线系统负责跨系统的数据交换。子总线系统负责系统内的数据交换。这些系统用于交换特定系统内相对数据量较少的数据。
主总线系统包括下列总线：
主总线系统 数据传输率 总线结构
D总线 10.5115 kBit/s 线性，单线
CAN 100 kBit/s 线性，双线
KCAN 100 kBit/s 线性，双线
FCAN 500 kBit/s 线性，双线
PTCAN 500 kBit/s 线性，双线
byteflight 1 0 MBit/s 星形，光缆
MOST 22.5 MBit/s 环形，光缆
子总线系统包括下列总线；
子总线系统 数据传输率 总线结构
K 总线协议 9.6 kBit/s 线性，单线
BSD 9.6 kBit/s 线性，单线
DWA 总线 9.6 kBit/s 线性，单线
LIN总线 9.619.2 kBit/s 线性，单线
总线视图
多数情况下车辆的总线系统（主总线系统和子总线系统）通过一个总体概览表示。每个总线系统都分配有一种颜色（与车辆中电缆的颜色相同）。另外还要考虑总线导线的数量（单线，双线）。以下将详细介绍各个总线系统；
K-CAN 表示车身控制器区域网络。Robert Bosch GmbH 将 CAN 开发为应用于车辆的总线系统。
K-CAN 负责传输车身范围内的信息。
K-CAN 通过双绞铜线以100 kBit/s 的传输速率传输数据。
CAN 系列的另一个总线是 F-CAN。F-CAN 表示底盘控制器区域网络。该总线的构造和功能与 K-CAN 完全相同。但 F-CAN 只用于传输底盘组件的相关数据。
例如动态稳定控制系统。
CAN 总线的优点是：
• 比传统布线方式的数据传输速度更高
。提高了电磁兼容性（EMV）
• 改善了应急运行特性。
传输速度为 100 kbit/s。
K-CAN 以线性拓扑方式为基础。即符合总线结构。一个总线结构形式网络上的每个终端设备（节点、控制单元）都通过一根共同的导线连接起来。
K-CAN是一个多主控总线。连接在该总线上的每个控制单元都可以发送信息。
这些控制单元以事件控制方式进行通信。需要发送数据的控制单元在总线未占用时发送其信息。总线占用时，则发送具有最高优先级的信息。
由于没有接收地址，因此所有控制单元都会接收到所发信息。这样即可在运行期间将其它接收站加入到系统内。无需更改软件或硬件。
使用双线导线的好处在于，即使出现故障时仍可使用其中另一根导线。
优点：
• 易于安装
• 易于扩展
• 导线较短
• 具有通过一根导线应急运行的特性。
终端电阻
从电气角度来看，一根载流导线始终具有欧姆电阻、感应电阻和电容电阻。从点“A”向点“B”传输数据时，这些电阻的总电阻值会对数据传输产生影响。传输频率越高，有感电阻和电容电阻产生的影响就越大。这种情况可能导致在传输导线末端接收到一个无法识别的信号。因此要通过终端电阻对导线进行“适配”，以便保持原有信号。
感应电阻通过导线的线圈效应等情况产生。电容电阻通过平行于车身布线等情况产生。
在一个总线系统上使用不同的终端电阻。
这些电阻通常由下列参数决定：
• 总线系统的数据传输频率
• 传输路径上的电感或电容负荷
• 进行数据传输的电缆长度。
导线越长，导线的电感部分就越大。
控控制单元分为始终安装的基础控制单元（例如E90 的组合仪表）和其余控制单元。通过电阻值进行划分。终端电阻用于确保总线系统内准确的信号流程。这些终端电阻位于总线系统的控制单元内 K-CAN 上的终端电阻值：基础控制单元 820 Ω 其余控制单元 12 000 Ω
为了防止损坏的总线使用者持续干扰总线上的数据通信，CAN 协议中包含了监控控制单元的信息。
超过规定的错误率时，就会限制相关控制单元的运行自由甚至断开该单元与网络的连接。
出现下列情况时，K-CAN 作为单线总线运行：
• 一个 CAN 数据导线（芯线）断路
• 一个 CAN 数据导线（芯线）对地短路
• 一个 CAN 数据导线（芯线）对供电电压 UB+ 短路
PT-CAN 表示动力传动系控制器区域网络。Robert Bosch GmbH 将 CAN 开发为应用于车辆的总线系统。
PT-CAN 的传输速度为 500 kbit/s，是 BMW 车辆上最快的 CAN 总线。该总线将所有属于传动装置的控制单元和模块连接在一起。所有总线使用者都以并联方式连接。
这种 CAN 总线的特点是使用了三根导线，而不是两根导线。
第三根导线用作唤醒导线，与 CAN 总线的原有功能无关。
PT-CAN 上的终端电阻位于组合仪表、电动机械式驻车制动器控制单元内。通过波形测量：PT-CAN H（2.5-3.5V变化）、PT-CAN L（1.5-2.5V变化），万用表测量平均电压值（H：2.6-2.7V、L：2.3-2.4V）。测量终端电阻前应先将电瓶断开30S以上，万用表并联在PT-CAN线路中，测量的阻值为60Ω左右。
PT-CAN 2 对于发动机管理系统而言是PT-CAN 的冗余系统，也用于向燃油泵控制系统传输信号。PT-CAN2 上的终端电阻位于数字式发动机电子系统、电动燃油泵控制单元内。终端电阻和总线波形的测量值参考PT-CAN。
K-CAN 2 用于车身控制器区域网络数据传输率较高的控制单元之间的通信。K-CAN 2 也通过中央网关模块与其它总线系统相连。K-CAN2 通过总线来唤醒，无需附加唤醒导线。K-CAN2 上的终端电阻位于中央网关模块、接线盒电子装置控制单元内。终端电阻和总线波形的测量值参考PT-CAN。
MOST 是一种专门针对车辆使用而开发的、服务于多媒体应用的通信技术。
MOST 表示多媒体传输系统。MOST 总线利用光脉冲传输数据。
MOST 技术满足两个重要要求：
1. MOST 总线能够传输控制、音频和导航系统数据。
2. MOST 技术提供了一种控制数据多样性和数据复杂性的逻辑框架模型。
MOST 的优点：
• 可达到较高的数据传输率
• 可在不相互干扰的前提下，并行同步提供信息和娱乐服务
• 具有良好的电磁兼容性。
MOST总线
MOST 采用环形光缆结构。可以传输各种数据（控制单元、音频和图像数据）并提供各种数据服务（SMS、TMC 等）。MOST 总线采用环形结构，通过光脉冲传输数据。只能单方向传输数据。光缆用作传输媒介。
MOST光缆
【1】纤维内芯【2】包皮【3】 衬垫保护层
诊断访问接口
D-CAN（诊断 CAN）替代了以前的诊断接口，D-CAN 的终端电阻位于中央网关模块和OBD2 插头（导线束侧）内。车辆内的 OBD-II 存取接口保持不变。线脚布置：16 = 总线端 30，5 = 总线端 31，14 + 6 = 诊断通信接口，3+11+12+13 = 以太网编程接口，8 = 以太网启用。
FlexRay 以跨系统方式实现行驶动态管理系统和发动机管理系统的联网，目标是在电气与机械电子组件之间实现可靠、实时、高效的数据传输，以确保现在和将来车内创新功能的联网。除较高带宽外，FlexRay 还支持实时数据传输且能以容错方式进行配置，即个别组件失灵后余下的通信系统仍能可靠地继续运行。与大多数总线系统一样，为了避免在导线上反射，FlexRay 上的数据导线两端也使用了终端电阻（作为总线终端）。这些终端电阻的阻值由数据传输速度和导线长度决定。终端电阻位于各控制单元内。如果一个总线驱动器上仅连接一个控制单元则总线驱动器和控制单元的接口各有一个终端电阻。中央网关模块的这种连接方式称为“终止节点终端”。通过测量（无电流，因为在动态模式下，电气影响可能会引起波涌阻抗提高，从而出现数据传输问题）FlexRay 总线确定导线或终端电阻时，必须使用车辆电路图。如果控制单元上的接口不是物理终止节点，则称为 FlexRay 传输和继续传输导线。在这种情况下，每个总线路径端部的两个组件必须以终端电阻终止。受这种终端形式的电阻 / 电容器电路所限，无法通过测量技术在控制单元插头上对其进行检查。
LIN 是一个单线系统形式的子总线，其供电电压和信号传输电压与蓄电池电压相同。由于数据传输率较低，因此无需使用总线终端电阻 LIN 是数字信号，测量的信号电压有效值具有高电位和低电位，通过万用表测量无法判断信号的变化有效性，需通过波形测量。
BSD 位串行数据接口用于能量管理系统，当前蓄电池温度直接通过蓄电池负极上的智能型蓄电池传感器（IBS）进行测量并通过 LIN 总线传输至发动机管理系统（DME/DDE），DME 内部高级电源管理系统根据获得的蓄电池温度设置充电电压规定值，然后通过位串行数据接口（BSD）将相关信息发送至发电机，让发电机根据蓄电池温度进行电压调节。BSD 接口中断时，高级电源管理系统执行应急运行功能。此时发电机电压恒定设置为 14.3 V。在发动机管理系统的故障代码存储器中输入“BSD 通信”代码
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