VT Logo
Новости RuBricks Каталог Сервис О нас
]
>> VT > RuBricks > Популярная информация
 
>

Автомобильные электронные сети. Медиа-данные. MOST-net

>

Шесть Сигм – проект Вольво и SGI

>

Быстрое отличие S60 от S80

>

Автомобильные электронные сети. Появление. Вольво S80, CAN

> Почему именно Вольво?
> Вольво продолжает развивать скоростной имидж своих универсалов, дело за V70 (PCC2)
> Безопасность с точки зрения Вольво
> Краткая история Вольво,
хронология...
> Классическая история автомобилей Вольво
   
RuBricks
 
2002
 

Автомобильные электронные сети. Появление. Вольво S80, CAN

S80 - первая модель компании Вольво, которая оборудована совершенно новой электрической системой. Вместо индивидуальных электронных модулей управления, используемых в современных автомобилях, система в этой модели основана на наборе микропроцессоров, связанных между собой электронными сетями.

S80

Таким образом, Вольво создал новую технологическую платформу для удовлетворения будущего спроса в области функциональных возможностей встроенных систем. Этот прорыв вывел компанию вперед среди других производителей в терминах функциональных возможностей, предоставляемых современной технологией.

Современный автомобиль оборудован широким диапазоном различных функций, в которых используются электрические и электронные системы – это различные сервисные механизмы управления автомобиля (тормозные системы, системы управления двигателем…), системы обеспечения комфорта (аудиосистемы, климатические устройства…) и другие вспомогательные устройства. Было подсчитано, что современный автомобиль оборудован более чем сотней таких функций, реализуемыми 'традиционным' способом, посредством маленького электронного модуля и необходимых проводных соединений.

Ежегодное увеличение числа сервисных возможностей привело к установке большого количества электронных модулей и прокладке длинных кабелей в различных местах автомобиля. Размер системы увеличивается при добавлении новых функций (см. рис. 1) и с возрастанием сложности реализуемых функций. В среднем, увеличение функциональных возможностей составляет до 7-10 % в год. Таким образом, при применении «традиционного» способа проектирования электрической системы, сегодня уже достигнуты границы вместимости кузова. Другими словами, из-за нехватки места, дальнейшее добавление электронных модулей и увеличение объема проводов становится практически невозможным и своей компоновкой начинает влиять уже на другие узлы и детали автомобиля.

Количество метров проводов по годам и моделям
Рис. 1
Сетевая структура
Рис. 2

Такая ситуация позволила сформулировать основные положения перед проектировщиками электронной начинки модели Вольво S80:

- Ограничение устойчивого роста числа электронных модулей для модели;
- Достижение более высокой интеграции функциональных возможностей;
- Соответствие более высоким требованиям по качеству и надежности.

Технологический шаг, учитывающий представленные положения, было бы чрезвычайно трудно осуществить в ранее разработанных моделях, так как это повлечет за собой полную, перепроектировку электронных модулей и соединений. Однако разработка S80 и в конечном итоге новой платформы для последующих моделей обеспечила реальную возможность создания новой технологии.

Решение

Решение заключалось в разработке совершенно новой электронной идеологии под новые требования, придания системе необходимой гибкости для расширения возможностей и дополнительного соответствия потребностям всего модельного ряда Вольво.

В этом контексте, термин «электрическая платформа» относится ко всем электрическим и электронным компонентам и системам, которые обмениваются данными любого вида. Платформа включает все: от общих аппаратных узлов, программного обеспечения, электрической архитектуры и коммуникаций, до методов проектирования, производства и диагностики.

Электронные модули устанавливаются в каждой секции автомобиля, где требуется электроника и программное управление. Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что все конечные элементы, датчики, приводы механизмов, переключатели и нагрузки, в данной определенной секции, связаны с ближайшим электронным модулем, независимо от того, какую функцию выполняет каждый элемент. Когда информация, передаваемая или получаемая от данного элемента, потребуется другим электронным модулям, она будет передана через коммуникационную сеть. Различные модули представляют собой узлы сети, которая основана на технологии мультиплексирования (см. рис. 2). В результате, информация от каждого элемента доступна всем модулям в автомобиле. В новой электрической системе, большинство функций разделены между несколькими модулями.

Так как модули, реализующие одну и ту же функцию, могут изготавливаться и применяться различными изготовителями, то необходимо точно согласовать внутреннее устройство и алгоритмы обмена информацией между модулями.

Сетевые модули в S80
Рис. 3

Архитектура

Рис. 3 иллюстрирует географическое местоположение различных электронных модулей управления в автомобиле и их взаимосвязь с двумя различными мультиплексными сетями. CEM модуль обеспечивает «мост» между этими двумя сетями, позволяя обмениваться информацией между ними. Как было отмечено выше, множество функций разделено между несколькими электронными модулями. Функция сигнализации, к примеру, разделена между CEM, REM, UEM, DDM, PDM и CCM модулями.

Сетевые коммуникации

Так как почти все функции системы зависят от целостности соединений между модулями, Вольво уделил большое внимание этому аспекту. В основном, система разработана в соответствии с технологиями CAN (Controller Area Network), стандартом, который является наиболее распространенным и широко используемым Европейскими автомобилестроителями. Другие, ранее использовавшиеся стандарты, типа VAN и ABUS, были заменены новым CAN.

Стандарт CAN был расширен в соответствии с собственными требованиями Вольво. Характеристики сети CAN, отвечающие за работу в режиме реального времени, управляются отдельной секцией системы, которая является уникальной для Вольво. Это означает, что Вольво имеет полный контроль над данными, передаваемыми по сети, и может контролировать задержки, связанные с прохождениями и форматами сигналов.

Данная спецификация обмена известна как Volcano (http://www.volcanoautomotive.com). Вольво не только пишет спецификацию, но и определяет ее выполнение в каждом модуле, чтобы гарантировать однозначное понимание между различными поставщиками. Это означает, что все связное программное обеспечение было написано Вольво и что оно одно и тоже в каждом модуле, всем поставщикам предоставили идентичные копии ПО для использования в их разработках.

Сигналы

Несколько сотен сигналов могут передаваться по системам коммуникаций. Пока, один электронный модуль передает сообщение, остальные могут одновременно получать передаваемые данные. Каждый сигнал содержит в себе информацию о модуле, который его передал и кому он предназначается. Это позволяет модулям при получении игнорировать сигналы, к которым они не относятся, сокращать загрузку на них.

Каждый модуль подчинен некоторым правилам, он может передавать свои сообщения, только в определенные временные промежутки. В отличие от CAN все модули имеют равный статус; другими словами, нет ни ведущих, не ведомых. Одной из наиболее важных функций Volcano – функция устранения конфликтов и очередей в сетях, приоритет и максимальная допустимая задержка времени для каждого сообщения была определена проектировщиками системы. Это дает полный контроль над всеми сигналами, передаваемыми по сетям.

Аппаратная часть

Чтобы минимизировать количество дорогостоящих вариантов, каждый электронный модуль произведен только в одной версии аппаратных средств, которая является единой для всех автомобилей, основанных на новой электрической платформе. Стандартизированные аппаратные средства используются для всех типов модулей. Хотя диапазон микропроцессоров, годных к работе в сетях CAN довольно широк, они не оптимизированы под спецификацию сетей Volcano от Вольво. Чтобы преодолеть эту проблему, Вольво тесно сотрудничает с одним из крупнейших изготовителей полупроводников – компанией Motorola, чтобы разработать новый тип микропроцессоров, предназначенных для требований Volcano. Микропроцессор получил обозначение Motorola 68HC08 и используется сейчас в большинстве электронных модулей автомобиля.

Программная часть

Когда аппаратные средства полностью стандартизированы, все функциональные возможности содержатся в программном обеспечении. В итоге, программная область наиболее важна для Вольво как создателю всей системы, чтобы удержать полный контроль над аспектом функциональных возможностей в его автомобилях.

Программируя электронные модули с различным программным обеспечением, были созданы различные возможности, варианты и рыночные адаптации множества потребительских функций. Почти все модули оборудованы встроенной флэш-памятью, это означает, что модуль может быть повторно запрограммирован сервисной службой, если требуется модификация или при монтаже новых аксессуаров.


EoL (End-of-Line) программирование

Вольво всегда использовал идентификационные обозначения для механических и электрических компонент во всем разнообразии выпускаемых моделей. С появления сетевой структуры в автомобилях, различные обновления и программы к модулям будут точно также идентифицироваться, как и любая другая запасная часть. Иначе говоря, каждому «пустому» электронному модулю и каждой программе будет назначен свой номер, все программы, используемые при сборке, поступают от центрального архива программного обеспечения. В некотором смысле это аналогично установке «виртуальных» запчастей, которые не могут быть замечены, и применяются одинаково в производстве и компьютерных системах. Поток программного обеспечения показан на рис. 4.

Как только программирование закончено, автомобиль будет «блокирован» PIN кодом, чтобы предотвратить неавторизованный допуск или изменения программ.

Все номера программ, загруженные в автомобиль, сохраняются в центральном архиве как точная копия конфигурации программного обеспечения автомобиля после сборочной линии.

Программирование модулей управления во время производства позволяет сократить разнообразие электронных модулей, разработанных в предыдущих моделях. Сегодня различие модулей в модельном ряде выражается в другом программном наполнении.

Проект PIE

Проект PIE (Product Information Exchange) был создан, чтобы быть уверенным в надежности передачи программного обеспечения по всем структурам, от центрального архива Вольво до заводов и служб технического обслуживания. Проект запущен начиная с Вольво S80, Вольво S70, C70 и V70 и справедлив для всех новых моделей.

Каждая служба технического обслуживания Вольво во всем мире оборудована VADIS-станцией (Volvo Aftersales Diagnostic and Information System). VADIS-станция обычно представляет собой индустриальный ПК, который может быть связан с автомобилем посредством адаптера VCT2000, и может использоваться, чтобы получать диагностическую информацию от транспортного средства и загружать новое программное обеспечение.

Сам VADIS не содержит в себе программ, которые могут быть загружены в автомобиль, загрузка происходит непосредственно с центрального архива программного обеспечения Вольво. Для этого используется стандартный TCP/IP протокол, который сейчас наиболее распространен, и Интернет.

Перед тем, как любая программа может быть загружена, от базы данных нужно получить правильный PIN-код для разблокирования автомобиля. PIN-код возвращается только после передачи параметров автомобиля, точно идентифицирующих его, и всех дополнительных проверок. Когда новая программа загружена, ее номер будет сообщен назад в центральную базу данных, чтобы была обновлена информация о текущей конфигурации автомобиля.

Рабочие процедуры

Новая электрическая система сильно повлияла на рабочие процедуры в автомобильной корпорации Вольво. До сих пор, практика была следующей, необходимо было определить новую функцию, и назначить субподрядчика, чтобы разработать решение и собрать «черную коробку». Теперь принята более детальная процедура, которая должна точно определить, и аппаратные средства, и программное обеспечение будущего устройства.

Проектировщикам системы потребовалось разделить функции между различными электронными модулями и описать поток сигналов между ними. В Вольво был сформулирован всесторонний набор правил при разработке программного обеспечения и создано большинство общих библиотек. В основном в модулях используется язык программирования 'C'.

Управление разработкой программного обеспечения (ПО) совершенно новая задача для многих отделов в автомобильной корпорации Вольво. Начиная с всех предыдущих правил, графиков и процедур, применяющихся исключительно при проектировании и изготовлении механических изделий, многие не были полностью готовы к управлению разработкой ПО. В результате, большое количество новых процедур было написано, чтобы восполнить потребности новой ситуации.

С запуском S80, Вольво теперь лидирует среди всемирных автомобилестроителей в бортовой электрической архитектуре, сетевой средой реального масштаба времени и управлением разработкой программного обеспечения. Это сильно повлияло на рабочие методы и процедуры внутри автомобильной корпорации Вольво. Персонал на всех уровнях компании прошел обучение новой технологии и новым возможностям, в тоже время Вольво проводит обучение поставщиков многим аспектам своей технологии.

Современная технология, используемая в Вольво S80, делает модель идеальной платформой для требований информационного общества будущего.

 

 

(c) 2002-2005 БеКар Тюнинг Текнолоджи
Предупреждения | Рассылка | Карта сайта
16.11.2006