ساختار سخت افزاری ECU های سیستم مولتی پلکس خودرو 206
تمامی ECU ها در هنگام ارسال و دریافت اطلاعات توسط ECU دیگر قادر به مشاهده اطلاعات روی گذرگاه داده ها (که شامل دو سیم اطلاعاتی به هم پیچیده است) می باشند و از این طریق می توانند اطلاعات مربوطه را ارزیابی نموده و در صورت مرتبط بودن با اطلاعات از آن استفاده نمایند. به عنوان مثال وقتی اطلاعات سنسور دور موتور بر روی گذرگاه داده ها ارسال می گردد از طریق BSI این اطلاعات بر روی شبکه CAN ، VAN Comfort و VAN Body ارسال می گردد. در این حالت به عنوان مثال ECU های تهویه A/C ، آمپر چهارگانه ، نمایشگر چند منظوره و رادیو از این اطلاعات برای تصحیح عملکرد خود و یا نمایش داده ها استفاده می کنند.
ساختار ایسیو خودرو ۲۰۶ و عملکرد سیستم مولتی پلکس در شبکه
وظایف BSI در سیستم مولتی پلکس
در مورد ساختار ای سی یو 206 باید بدانیم که این ECU قلب ساختار مولتی پلکس بوده و وظیفه اصلی را به عنوان Server شبکه به عهده دارد. BSI گذرگاهی برای ارتباط سه BUS مختلف بوده و این اطلاعات را بین ECU فرستنده تا گیرنده منتقل می کند. BSI وظیفه فعال سازی و Standby سیستم VAN را نیز بر عهده دارد و برق اصلی سیستم شبکه را نیز کنترل می کند. همچنین واسطه بین تجهیزات عیب یابی و ECU هایی است که به سیستم VAN متصلند.
انواع شبکه در سیستم مولتی پلکس
به طور کلی دو نوع BUS وجود دارد: VAN و CAN . حداکثر تعداد این شبکه ها در اکثر خودرو ها سه سیستم می باشد که در خودرو 206 عبارتند از:
1 _ شبکه VAN Comfort با سرعت kbit/s 125.
2 _ شبکه VAN Body با سرعت kbit/s 5/62. (در برخی از خودرو ها دو شبکه VAN Body وجود دارد مانند 607).
3_ شبکه CAN یا Power Train با سرعت kbit/s 250.
دو سیم به هم پیچیده در شبکه های VAN Comfort و VAN Body ، Data و DataB نامیده شده و دو سیم شبکه CAN به ترتیب CAN Hi و CAN Low نام دارند. حداکثر سرعت در CAN Low برابر kbit/s 125 و حداکثر سرعت در CAN Hi برابر Mbit/s 1 می باشد.
توجه: اطلاعات ما بین ECU های مختلف که بر روی شبکه های مختلف مذکور متصلند از طریق BSI صورت می پذیرد.
روش انتقال اطلاعات در شبکه های مولتی پلکس VAN و CAN
اطلاعات به سه صورت زیر انتقال می یابد :
1 _ روش نقطه به نقطه Point to point : که در این حالت اطلاعات ارسالی از یک ECU فقط به یک ECU دیگر انتقال می یابد. در این روش ECU مصرف کننده دریافت اطلاعات را با ارسال بیت ACK بر روی دو سیم مولتی پلکس به ECU فرستنده اعلام می دارد.
2 _ روش چند نقطه ای Multi point : در این روش اطلاعات ارسالی یک ECU مورد مصرف چند ECU خاص قرار می گیرد. از آن جایی که اعلام دریافت اطلاعات از طرف یک ECU بر روی شبکه به معنای دریافت اطلاعات توسط تمامی ECU ها تلقی خواهد شد ( بر روی شبکه در آن واحد فقط یک بیت صفر و یا یک قرار می گیرد ) لذا عملیات ACK انجام نمی شود.
3 _ روش انتشاری Broadcast :اطلاعات ارسالی در این روش در شبکه ارسال شده و هر ECU بر حسب امکان استفاده از اطلاعات می تواند آن را از روی شبکه بردارد. در این روش نیز همانند روش چند نقطه ای نیاز به ACK نیست.
آموزش سیستم مولتی پلکس
نکته مهم در سیستم های مولتی پلکس
در روش چند نقطه ای و انتشاری در شبکه های VAN اگر اطلاعات در یک ECU مصرف کننده به درستی دریافت نشده و یا اصلا دریافت نشود سیستم کار خود را بدون هیچ ترفندی ادامه می دهد و ECU مذکور بدون تداخل ، نسبت به استفاده و مونیتورینگ اطلاعات به دست آمده اقدام می کند. مثلا اگر اطلاعات دمای آب به اشتباه به آمپر برسد ECU داخل آمپر نسبت به نمایش مقدار غلط اقدام می کند و مانع از در یافت این اطلاعات توسط بقیه ECU ها یی که از این اطلاعات استفاده می کنند نمی شود. اما در شبکه CAN از آن جایی که تمامی ECU های متصل به شبکه از نوع Master هستند اگر اطلاعات مورد استفاده برخی ECU ها توسط یک ECU برای بقیه ارسال شود و یک ECU نتواند اطلاعت را درست دریافت کند با ارسال 6 بیت صفر در روی شبکه قسمت پایانی فریم اطلاعات (EOF) را خراب می کند. این خراب شدن فریم اطلاعاتی به طور همزمان توسط تمام ECU ها دیده می شود. لذا کلیه ECU ها صبر کرده تا در دور بعدی ارسال Data همگی یک مقدار یکسان را دریافت کنند.
به عنوان مثال اگر اطلاعات سرعت خودرو به طور صحیح به ECU های انژکتور ، ABS و گیربکس اتوماتیک نرسد کار خودرو مختل می شود لذا از ارسال اطلاعات به شبکه VAN جلوگیری به عمل می آید.
البته شمارنده ای در ECU های متصل به شبکه CAN وجود دارد که در صورت مشاهده شدن خطای اطلاعات ، ECU مسئول پس از چند بار خطا از مدار به کل خارج می شود تا بقیه ECU ها دچار اختلال نشوند و بدین صورت ست که در صورت خرابی یونیت گیربکس اتوماتیک ،ECU انژکتور قادر به ادامه کار خود خواهد بودسیستم استاندارد ارسال اطلاعات در شبکه (مولتي پلكس) برای ارسال اطلاعات از طریق سیستم مولتی پلکس استانداردهای مختلفی وجود دارد. استاندارد مخصوص خودرو 206، O.S.I model نام دارد که در هفت لایه اطلاعاتی تعریف می شود. این لایه های اطلاعاتی توسط ECU و بخش CAN controller و VAN controller ساخته و از طریق بخش ترانسیور ECU ارسال و دریافت میشود. این استاندارد مبنای ارسال و دریافت اطلاعات مابین ECU های مختلف سیستم بوده و در این استاندارد که به صورت نرم افزاری در داخل هر ECU ساخته می شود فریمی تعریف می شود که طی آن اطلاعات به صورت سریال و با ترتیب خاصی بر روی شبکه داده ها گذاشته می شوند. در این استاندارد تمهیدات خاصی برای جلوگیری از تداخل اطلاعات ، تعریف الویت های ارسال اطلاعات ، تعیین کد شناسایی ارتباط اطلاعات با ECU های مختلف و ... بر اساس کدهای باینری و هگزادسیمال تعیین شده و سپس این دیتا بر روی شبکه جهت استفاده کلیه ECU های مرتبط رسال می گردد. البته در آموزش تعمیر ایسیو بصورت کاربردی و عملی مدار آن تشریح میشود.
هفت لایه O.S.I model Open System Interconnection
انتقال اطلاعات در سیستم های شبکه و مولتی پلکس در در هفت لایه اطلاعاتی صورت می گیرد این هفت لایه هر یک گوشه ای از بار اطلاعات را به دوش گرفته و به هنگام ارسال اطلاعات بین ECU ها نقش خود را بازی می کنند. نقش اصلی این لایه ها تعریف دریچه های ورودی و خروجی اطلاعات، تیین مسیر عبور اطلاعات، تعیین عناصر ارسال کننده و مصرف کننده اطلاعات، الویت های ارسال اطلاعات و در نهایت تعریف پروتکل ارتباط ECU ها ی خودرو با یکدیگر است. حال به معرفی کلی این لایه ها می پردازیم. در مورد نحوه تعمیرات ای سی یو در مقالات بعدی ذکر خواهد شد.
لایه 1 ، لایه فیزیکال Physicsl
وظیفه این لایه انتقال نهایی اطلاعات بر روی خطوط انتقال اطلاعات یا همان شبکه مولتی پلکس است. این لایه تنها لایه فیزیکی بوده و اطلاعات را به سیگنال های الکتریکی و یا سیگنال های الکتریکی روی شبکه را به بیت های اطلاعاتی جهت انتقال به داخل ECU تبدیل می کند. این لایه شامل تعاریفی مبتنی بر موارد زیر است :
- تعریف چگونگی حالات سیگنال ها.
- تعریف خطوط انتقال و کانال های ارتباطی.
- تعریف مدهای مختلفارتباط به کانال ارتباطی ( Connector ها و ... ).
لایه 2 ، لایه ارتباط Link
شامل زیرلایه های ( Medium Access Control) MAC) و Logical Link Control) LLC) می باشد و به ترتیب موارد زیر را پوشش می دهد :
- مدیریت ارتباط منطقی و تسهیم اطلاعات بین ECU های مختلف.
- تعریف رفتار شبکه (زمان بندی ، مسیر یابی و ...).
- آشکارسازی خطاها ی لایه اول.
- تصحیح خطاهای لایه اول.
لایه 3 ، لایه شبکه Network
تعیین مسیر اطلاعات برای مقصد نهایی شامل :
- تعیین مسیر عبور اطلاعات در شبکه.
- تعریف وظایف Contention ها و کنترل جریان اطلاعات ما بین ECU های مسیر.
لایه 4 ، لایه انتقال Transport
این لایه حد واسط بین انتقال اطلاعات و عملکرد بر روی اطلاعات به شرح زیر است:
- تقسیم پیام ها به پیک های کوچک.
- کنترل پیک های از دست رفته و یا دو بار فرستاده شده.
- تصحیح خطاهای لایه های قبلی.
لایه 5 ، لایه هماهنگی Session
این لایه وظیفه سازمان دهی و سنکرون کردن اطلاعات مابین اطلاعات انتقالی بین ECU های مختلف را به شرح زیر بر عهده دارد :
- ایجاد محدودیت های لازم جهت انتقال اطلاعات یک ECU خاص بر روی شبکه.
- سنکرون سازی مجدد هنگام قطع سیم.
لایه 6 ، لایه آماده سازی اطلاعات Presentation :
این لایه شکل نهایی اطلاعات تغییر یافته را تعیین می کند و شامل موارد زیر است :
- تبدیل اطلاعات به کد شامل استانداردهای Motorola , Intel , ASCI , EBCIDIC ، ...
- تعیین میزان ایمنی اطلاعات.
- شناسایی ECU هایی که از این اطلاعات باید استفاده کرده و تعیین میزان سطح دسترسی آن ها به اطلاعات در شبکه.
لایه 7 ، لایه کاربرد Application :
این لایه سرویس های برنامه های کاربردی را بر عهده دارد:
- سازمان دهی اطلاعات ساده کاربردی
- انتقال فایل های اطلاعات
- سازمان دهی پیام های صنعتی
