數(shù)據(jù)總線概述

數(shù)據(jù)總線DB用于傳送數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)形式的總線，即它既可以把CPU的數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器或輸入輸出接口等其它部件，也可以將其它部件的數(shù)據(jù)傳送到CPU。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，通常與微處理的字長(zhǎng)相一致。例如Intel8086微處理器字長(zhǎng)16位，其數(shù)據(jù)總線寬度也是16位。需要指出的是，數(shù)據(jù)的含義是廣義的，它可以是真正的數(shù)據(jù)，也可以是指令代碼或狀態(tài)信息，有時(shí)甚至是一個(gè)控制信息，因此，在實(shí)際工作中，數(shù)據(jù)總線上傳送的并不一定僅僅是真正意義上的數(shù)據(jù)。常見的數(shù)據(jù)總線為ISA、EISA、VESA、PCI等。

數(shù)據(jù)總線技術(shù)指標(biāo)

1、總線的帶寬（總線數(shù)據(jù)傳輸速率）總線的帶寬指的是單位時(shí)間內(nèi)總線上傳送的數(shù)據(jù)量，即每鈔鐘傳送MB的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率。與總線密切相關(guān)的兩個(gè)因素是總線的位寬和總線的工作頻率，它們之間的關(guān)系：

總線的帶寬=總線的工作頻率*總線的位寬/8

2、總線的位寬

總線的位寬指的是總線能同時(shí)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，或數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，即32位、64位等總線寬度的概念。總線的位寬越寬，每秒鐘數(shù)據(jù)傳輸率越大，總線的帶寬越寬。

3、總線的工作頻率

總線的工作時(shí)鐘頻率以MHZ為單位，工作頻率越高，總線工作速度越快，總線帶寬越寬。

數(shù)據(jù)總線的分類

（1）按照導(dǎo)線的類型，分為以下三類：

①單線傳輸，如LIN總線。

②雙線傳輸，如CAN總線。目前大多數(shù)新型轎車采用康巴士雙線式總線系統(tǒng)（CAN－BUS）。

③無線傳輸，如Bluetooth總線（即“藍(lán)牙”）。

（2）按照數(shù)據(jù)傳輸速率的高低，分為以下三類：

A類（低速網(wǎng)絡(luò)）———數(shù)據(jù)傳輸位速率為1kbit/s～10kbit/s，主要應(yīng)用于電動(dòng)門窗、中控門鎖、電動(dòng)座椅、燈光照明等。

B類（中速網(wǎng)絡(luò)）———數(shù)據(jù)傳輸位速率為10kbit/s～100kbit/s，主要應(yīng)用于車輛信息中心、故障診斷、儀表顯示、安全氣囊等系統(tǒng)。

C類（高速網(wǎng)絡(luò)）———數(shù)據(jù)傳輸最高位速率大于1Mbit/s，主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力控制系統(tǒng)、自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)、電子懸架控制系統(tǒng)等。

上述三類網(wǎng)絡(luò)中，C類網(wǎng)絡(luò)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)B類網(wǎng)絡(luò)和A類網(wǎng)絡(luò)的功能，B類網(wǎng)絡(luò)支持A類網(wǎng)絡(luò)的功能。

汽車數(shù)據(jù)總線種類

LIN：多點(diǎn)同步”異步接收發(fā)送器”，小于等于19.2Kbps

CAN：廣泛使用CSMA/CR總線系統(tǒng)，小于等于1Mbps

FlexRay：時(shí)間觸發(fā)的TDMA總線和星形系統(tǒng)，小于等于10Mbps

MOST：同步TDMA環(huán)，支持25，50，150Mbps共享

Ethernet（AVB）：基于交換機(jī)的全雙工星形系統(tǒng)，1000Mbps，局域網(wǎng)

數(shù)據(jù)總線的共享與交換

數(shù)據(jù)總線（DataBus）。規(guī)范了一個(gè)大的集成應(yīng)用系統(tǒng)中同構(gòu)系統(tǒng)、異構(gòu)系統(tǒng)等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換實(shí)現(xiàn)方法。

系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)：

1.業(yè)務(wù)實(shí)體數(shù)據(jù)交換：各個(gè)子系統(tǒng)在架構(gòu)分層上都有業(yè)務(wù)實(shí)體層，數(shù)據(jù)交換機(jī)制在業(yè)務(wù)實(shí)體層建立了一層對(duì)所有應(yīng)用系統(tǒng)透明的層。子系統(tǒng)之間，無論其實(shí)現(xiàn)的具體技術(shù)方案是什么，都可通過業(yè)務(wù)實(shí)體層進(jìn)行共享和交互，這也就建立了可在子系統(tǒng)間進(jìn)行持續(xù)集成和業(yè)務(wù)擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)可擴(kuò)展的完整的一體化信息系統(tǒng)。

2.WebService數(shù)據(jù)交換：是一種Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，Web服務(wù)提供在異構(gòu)系統(tǒng)間共享和交換數(shù)據(jù)的方案，也可用于在產(chǎn)品集成中使用統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換。

系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換方式：

1.業(yè)務(wù)實(shí)體層的數(shù)據(jù)交換，這是同構(gòu)子系統(tǒng)系統(tǒng)間最直接和最高效的交換方案。在同構(gòu)子系統(tǒng)間通過定義數(shù)據(jù)對(duì)象接口層，通過DTO進(jìn)行傳輸，或者直接在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)表的連接或訪問，達(dá)到同構(gòu)子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換。例如征管系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘間的數(shù)據(jù)共享。

2.WebService數(shù)據(jù)交換，在異構(gòu)子系統(tǒng)間，同時(shí)存在數(shù)據(jù)不集中的情況下，必須使用有效的技術(shù)手段來保證異構(gòu)的數(shù)據(jù)共享和交換。WebService是基于Web的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，其不受傳輸協(xié)議或硬件的限制，也不受子系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)的限制。而且現(xiàn)在較先進(jìn)完備的應(yīng)用系統(tǒng)或產(chǎn)品都提供了基于WebService的集成接口。這就解決了異構(gòu)子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換。WebService也可以解決跨網(wǎng)絡(luò)和行業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，這需要對(duì)方接口單位同樣具備WebService服務(wù)。

3.格式化文件數(shù)據(jù)交換，它是與外部系統(tǒng)文件傳輸，業(yè)務(wù)上的內(nèi)部系統(tǒng)和外部信息交換需求，要求提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)共享和交換技術(shù)機(jī)制。這類問題通常使用基于文件系統(tǒng)的技術(shù)方案解決，例如文件報(bào)送、文件交換等。可舉例說明：稅、庫(kù)、銀三者之間就存在實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，這種交換優(yōu)化的方案就是使用文件通過Socket進(jìn)行交換。此類技術(shù)實(shí)現(xiàn)一般采用底層技術(shù)。

數(shù)據(jù)總線工作原理

數(shù)據(jù)總線上各控制單元之間傳輸數(shù)據(jù)，像廣播電臺(tái)發(fā)送節(jié)目一樣，把各種信號(hào)發(fā)送出去，不指定接收者，由控制單元自主選擇是否接收該信息（見表1）。

從上表可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、輪速等幾個(gè)數(shù)據(jù)是各子系統(tǒng)共享的。CAN 網(wǎng)絡(luò)上任意一個(gè)控制單元（ 即子系統(tǒng)） 可以在任何時(shí)候向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，而不分主從，具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)以及全局廣播接收傳送數(shù)據(jù)等功能。

汽車數(shù)據(jù)總線實(shí)例

東風(fēng)雪鐵龍凱旋轎車采用了全CAN數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，取代VAN/CAN并存的結(jié)構(gòu)，由以下4個(gè)子系統(tǒng)組成，并由BSI（智能控制盒）統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)之間的通信及供電。檢測(cè)該車的CAN系統(tǒng)，應(yīng)該使用雪鐵龍專用診斷儀PROXIA與CAN診斷連接器（C001）相連接，從而獲得CAN各子系統(tǒng)的故障信息。

（1）車身CAN（即CAN－CAR），速率125kbit/s，具有容錯(cuò)功能。CAN－CAR與車上所有安全裝置的電控單元相連接。所謂“容錯(cuò)功能”，是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某條線路發(fā)生斷路、短路故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)還能夠正常通信，但是會(huì)記憶一個(gè)故障信息。CAN－CAR的波形標(biāo)準(zhǔn)是：高峰值為4V，低峰值為0．8V（CAN－H和CAN－L相同，只是方向相反）。如果檢測(cè)出來的波形峰值相差很大，或者波形絮亂，說明該網(wǎng)絡(luò)存在故障。

（2）舒適CAN（即CAN－CONFORT），速率125kbit/s，低速，容錯(cuò)。CAN－CONFORT連接車上所有為駕駛?cè)撕统丝吞峁┓?wù)的電氣設(shè)施的電控單元以及顯示裝置電控單元，形成了人機(jī)對(duì)話界面。CAN－CONFORT的波形標(biāo)準(zhǔn)是：高峰值為4．5V，低峰值為0．8V。

（3）通信CAN（即CAN－I/S），速率500kbit/s。CAN－I/S連接車上動(dòng)力系統(tǒng)所有的電控單元，包括發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元和自動(dòng)變速器電控單元。CAN－I/S電纜由一條CAN－H線和一條CAN－L線鉸接而成。

（4）診斷CAN，速率500kbit/s。診斷CAN可以對(duì)其余3個(gè)子系統(tǒng)中的電控單元進(jìn)行診斷，還能對(duì)BSI軟件進(jìn)行下載和編碼。診斷CAN代替了原來的K線（但是在東風(fēng)雪鐵龍凱旋轎車上，ESP和懸架電控單元保留了傳統(tǒng)的K線，以實(shí)現(xiàn)下載功能），使診斷和訪問電控單元所需要的時(shí)間大大縮短。