CAN網(wǎng)關(guān)的CAN信號轉(zhuǎn)發(fā)機制

汽車網(wǎng)關(guān)控制器是車內(nèi)各種電、光總線之間的路由器。

汽車網(wǎng)關(guān)集成了標(biāo)準(zhǔn)多媒體接口，例如通用串行總線(USB)、 Firewire和面向介質(zhì)的系統(tǒng)傳送(MOST)總線，并且連接控制區(qū)域網(wǎng)(CAN)系統(tǒng)?？刂破鞑捎?a target="_blank">以太網(wǎng)和藍牙等計算機接口還可以同前沿的汽車系統(tǒng)相連。

在某些應(yīng)用中，網(wǎng)關(guān)控制器被用于控制閃存和 CD-ROM驅(qū)動器等器件。一般需要一塊小的CPU來控制網(wǎng)關(guān)的路由功能。網(wǎng)關(guān)控制器支持各種接口，因此，系統(tǒng)能夠與不同生產(chǎn)商提供的總線進行通信。

網(wǎng)關(guān)的主要作用是在網(wǎng)絡(luò)和ECU之間提供安全的無縫通信，包括在車輛的許多內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外界的外部網(wǎng)絡(luò)之間架起一座橋梁。要確保ECU獲得正確操作車輛所需的信息，流暢的數(shù)據(jù)傳輸必不可少，因此網(wǎng)關(guān)必須以低延遲和低抖動提供任意到任意的網(wǎng)絡(luò)通信。

隨著汽車網(wǎng)聯(lián)化功能和智能化功能越來越多，智能網(wǎng)聯(lián)汽車受網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險越來越大，從而導(dǎo)致車輛失去控制，駕駛員和乘客容易受到傷害。而網(wǎng)關(guān)安全機制可幫助大幅減少網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險，最大限度保障駕駛員及乘客的安全，并防止車輛被盜和重要信息丟失。

安全網(wǎng)關(guān)可作為一道防火墻，控制從外部接口(如互聯(lián)網(wǎng))到車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的訪問，并控制車載網(wǎng)絡(luò)中的哪些節(jié)點可以相互通信。安全網(wǎng)關(guān)還提供功能域隔離;例如，在不受信任的信息娛樂系統(tǒng)和受信任的安全關(guān)鍵系統(tǒng)之間。

CAN網(wǎng)關(guān)的功能

CAN網(wǎng)關(guān)是整個CAN網(wǎng)絡(luò)的核心, 控制著整車5條CAN總線的各類信號轉(zhuǎn)發(fā)與處理.CAN網(wǎng)關(guān)的基本功能包括:

1. 連接不同波特率(傳輸速度)的CAN總線/LIN總線, 以實現(xiàn)CAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中繼功能。

2. 診斷報文/非診斷報文轉(zhuǎn)發(fā)

3. 診斷防火墻管理

4. 節(jié)點在線監(jiān)控

5. 巡航控制器開關(guān)檢測

6. 腳踏板位置檢測

7. 網(wǎng)關(guān)休眠與喚醒管理

8. ECU升級/網(wǎng)關(guān)升級

9. 電壓管理

簡單點說:

CAN網(wǎng)關(guān)可以接收任何CAN總線(還有LIN總線)傳來的不同傳輸速率網(wǎng)絡(luò)信號,CAN網(wǎng)關(guān)把這些信號按一定的標(biāo)準(zhǔn)處理后, 廣播到整車網(wǎng)絡(luò)去,如果有ECU訂閱(接收)了這個信號, 則ECU將解析信號并做相應(yīng)的處理.沒理解不了, 請看下方實例。

CAN網(wǎng)關(guān)的CAN信號轉(zhuǎn)發(fā)機制

實例一: 儀表顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速

發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號, 先從PCAN的ECM(發(fā)動機引擎控制模塊)節(jié)點發(fā)出, CAN網(wǎng)關(guān)收到后, 網(wǎng)關(guān)處理后廣播以GW_開頭的ECM信號到其他4條CAN總線上去，用Vehicle Spy 3 CAN工具查看可以看到以下的信號內(nèi)容:

ECAN上的儀表(IPK)節(jié)點訂閱(接收)了發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號, 則會將這個轉(zhuǎn)速信號解析, 并顯示到儀表盤去.由于以上信號發(fā)送頻率太快, 比如上圖的9.94ms/次, 則你就會看到儀表盤上的轉(zhuǎn)速指針一直在不停地偏動，簡略發(fā)送圖如下:

實例二: 安全帶未扣緊, 儀表端報警

安全帶未扣緊需要兩個條件:

1. 車速大于5

2. 安全帶扣未扣 ( 即無電壓信號 )

車速一般是PCAN上的ECM(發(fā)動機引擎控制模塊)節(jié)點負責(zé)信號管理的，安全帶扣這個設(shè)備是BCAN上的BCM(負責(zé)天窗, 車窗, 安全帶扣, 雨刮等車身零部件設(shè)備...) 節(jié)點負責(zé)信號管理的，即網(wǎng)關(guān)收到PCAN上的ECM節(jié)點發(fā)出來的車速信號, 并收到了BCAN上的BCM發(fā)出來的安全帶扣電壓值為異常值(比如0), CAN網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一處理后轉(zhuǎn)發(fā)并廣播以GW_開頭的信號幀,ECAN上的儀表(IPK)節(jié)點訂閱(接收)了GW_開頭的相關(guān)安全帶未扣信號幀則會解析報警并顯示到儀表盤去.如果安全帶扣一直未扣緊, 則CAN網(wǎng)關(guān)將一直發(fā)送GW_開頭的相關(guān)安全帶信號幀,其信號值是安全帶未扣緊，所以車主會聽到一直報警.直到安全帶扣上, CAN網(wǎng)關(guān)繼續(xù)發(fā)送安全帶相關(guān)的信號, 只是這個時候的信號值是安全帶已扣緊，報警將立馬消失。

簡略發(fā)送圖如下:

總結(jié):

以上只是兩個簡易的案例, 實際上, 整車所有ECU基本是以毫秒級或者微妙級的速度在源源不斷的發(fā)送并接收信號, 所以網(wǎng)關(guān)需要處理并轉(zhuǎn)發(fā)廣播的信號是非常多的且必須要很快處理完的。

審核編輯：湯梓紅