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Datenverbindungen Beschreibung und Funktion

Hinweis: Dies ist eine Übersicht über verschiedene serielle Datenbusse, die von Steuergeräten von GM benutzt werden, um miteinander zu kommunizieren. Stromlaufpläne benutzen, um herauszufinden, welche seriellen Datenbusse für ein bestimmtes Fahrzeug konfiguriert sind.

Es gibt viele Bauteile in einem Fahrzeug, die von Informationen aus anderen Quellen abhängig sind, Informationen an andere Quellen übertragen, oder beides. Serielle Datenkommunikationsnetze bieten einen zuverlässigen, kostengünstigen Weg für verschiedene Bauteile des Fahrzeugs, miteinander zu "sprechen" und Informationen gemeinsam zu nutzen.

GM verwendet eine Vielzahl von unterschiedlichen Kommunikationsbussen, um einen rechtzeitigen und effizienten Austausch von Informationen zwischen Steuergeräten sicherzustellen. Werden diese Busse miteinander verglichen, kann festgestellt werden, dass sich einige dieser Busse im Hinblick auf Geschwindigkeit, Signalcharakteristika und Verhalten voneinander unterscheiden. Ein Beispiel hierfür sind die High-Speed-GMLAN- und Low-Speed-GMLAN-Busse.

Werden jedoch andere Busse miteinander verglichen, kann festgestellt werden, dass sie über ähnliche Charakteristika verfügen und einfach parallel arbeiten. In diesem Fall werden sie verwendet, um Bauteile zu gruppieren, die in hohem Maße miteinander interagieren. Beispiele hierfür sind die High-Speed-GMLAN-, Antriebsstrang-Erweiterungs- und Fahrwerks-Erweiterungsbusse. Hierdurch können sie über einen Bus mit einem verringerten Meldungsstau miteinander kommunizieren, wodurch ein schnellerer und rechtzeitiger Austausch von Informationen sichergestellt wird, als wenn alle Steuergeräte des Fahrzeugs an einen einzelnen Bus angeschlossen wären.

Die Mehrzahl der in einem Netzwerk vorhandenen Informationen bleibt generell lokal begrenzt; einige Informationen müssen jedoch mit anderen Netzwerken gemeinsam genutzt werden. Als Gateways bezeichnete Steuergeräte haben die Aufgabe, Informationen zwischen den verschiedenen Bussen zu übertragen. Ein Gateway-Steuergerät ist mit mindestens 2 Bussen verbunden und interagiert mit jedem Netzwerk gemäß seiner Meldungsstrategie und Übertragungsmodelle.

GMLAN bietet dem Empfangssteuergerät die Möglichkeit, Meldungsübertragungen von anderen Steuergeräten zu überwachen, um festzustellen, ob Meldungen, die von Interesse sind, nicht empfangen werden. Der Hauptzweck besteht darin, Informationen, die nicht mehr empfangen werden, durch vernünftige Standardwerte zu ersetzen. Zusätzlich kann ein Steuergerät einen Fehlercode setzen, um anzuzeigen, dass das Steuergerät, von dem es Informationen erwartet, nicht mehr kommuniziert.

Ein High-Speed-GMLAN-Bus wird dort verwendet, wo Daten mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit ausgetauscht werden müssen, um die Verzögerung zwischen dem Auftreten einer Veränderung in einem Sensorwert und dem Empfang dieser Information durch ein Steuergerät zu minimieren, das die Information zur Anpassung der Leistung des Fahrzeugsystems benutzt.

Das serielle Datennetzwerk High-Speed-GMLAN besteht aus zwei verdrillten Drähten. Ein Signalstromkreis wird als GMLAN-High und der andere Signalstromkreis wird als GMLAN-Low bezeichnet. An jedem Ende des Datenbusses befindet sich ein 120 Ω-Abschlusswiderstand zwischen den Stromkreisen GMLAN-High und GMLAN-Low.

Datensymbole (1 und 0) werden aufeinanderfolgend mit einer Geschwindigkeit von 500 Kbit/s übertragen. Die über den Bus zu übertragenden Daten werden durch den Spannungsunterschied zwischen der GMLAN-High-Signalspannung und der GMLAN-Low-Signalspannung dargestellt.

Befindet sich der zweiadrige Bus im Ruhezustand, werden die Signalstromkreise GMLAN-High und GMLAN-Low nicht angesteuert und dies stellt eine logische "1" dar. In diesem Zustand weisen beide Signalstromkreise die gleiche Spannung von 2,5 V auf. Die Differenzspannung beträgt ungefähr 0 V.

Soll eine logische "0" übertragen werden, werden der Signalstromkreis GMLAN-High mit einer höheren Spannung von ungefähr 3,5 V und der Signalstromkreis GMLAN-Low mit einer niedrigeren Spannung von ungefähr 1,5 V angesteuert. Die Differenzspannung beträgt jetzt ungefähr 2,0 (+/- 0,5) V.

Der GMLAN-Fahrwerks-Erweiterungsbus ist im Grunde eine Kopie des High-Speed-GMLAN-Busses, außer dass er für die Fahrwerkskomponenten reserviert ist. Durch diese Implementierung wird der Meldungsstau zwischen zwei parallelen Bussen aufgeteilt, was dabei hilft, sicherzustellen, dass Meldungen rechtzeitig übertragen und empfangen werden. Manchmal ist eine Kommunikation zwischen dem Fahrwerks-Erweiterungsbus und dem primären High-Speed-GMLAN-Bus erforderlich. Dies wird durch die Verwendung des Steuergerät ABS (EBCM) als Gateway-Steuergerät erreicht. Da der High-Speed-GMLAN-Erweiterungsbus und der primäre High-Speed-GMLAN-Bus auf die gleiche Weise arbeiten, ist die Diagnose für beide ähnlich.

Dieser Bus wird vom Entertainment-Subsystem für die Übertragung hochauflösender Display-Grafiken zwischen Radio und dem Info-Display-Modul und/oder Radio/HLK-Bedieneinheit verwendet. Die elektrischen Merkmale des CGI-Busses (CAN Graphical Interface = Grafische CAN-Schnittstelle) ähneln denen des High-Speed-GMLAN-Busses ziemlich. Die Meldungsstrategie und der Aufbau der Meldungen unterscheiden sich jedoch. Manchmal ist eine Kommunikation zwischen dem CGI-Bus und dem Low-Speed-GMLAN-Bus erforderlich. Dies wird erreicht, indem die Radio Silverbox als Gateway-Steuergerät verwendet wird. Da der CGI-Bus und der primäre High-Speed-GMLAN-Bus über ähnliche elektrische Merkmale verfügen, sind die Diagnosen für beide ähnlich.

Handelt es sich beim Info-Display-Modul und bei der Radio/HLK-Bedieneinheit um getrennte Steuergeräte, ist das Info-Display-Modul für die Weitergabe von Informationen zwischen dem Radio und der HLK-Bedieneinheit verantwortlich. Das Radio hat lediglich eine Schnittstelle zum Info-Display-Modul, und das Info-Display-Modul kommuniziert anschließend über eine LIN-Schnittstelle mit der Radio/HLK-Bedieneinheit (Local Interconnect Network).

Vom Radio oder Info-Display-Modul wird ein Bus-Aktivierungssignal erzeugt, wenn die Systemfunktionen benötigt werden. Die Kommunikationsfunktion des CAN Graphical Interface wird auf der Grundlage des Center-Stack-Wake-Spannungspegels aktiviert oder deaktiviert. Das Netzwerk bleibt aktiviert, solange der Stromkreis mit einer niedrigen Spannung von weniger als 1,5 V angesteuert wird. Die Kommunikation wird bei einer hohen Stromkreisspannung von ungefähr 5,0 V deaktiviert.

Das Radio kann einen Warm-Reset des Info-Display-Moduls ausführen, wenn das Info-Display-Modul nicht auf die Anforderung des Radios antwortet. Der Center Stack Reset ist ein bei niedriger Spannung logisch wahrer Pulldown-Ausgang (weniger als 1,5 V) vom Radio zum Info-Display-Modul. Er hat die dieselben elektrischen Charakteristika wie der für das oben erwähnte Center-Stack-Wake-Signal.

Der Mid-Speed-GMLAN-Bus ähnelt dem High-Speed-GMLAN-Bus ziemlich, außer dass eine geringere Übertragungsgeschwindigkeit von 125 Kbit/s verwendet wird. Dieser Bus wird in Fällen verwendet, in denen es für die Reaktionszeit des Systems erforderlich ist, dass eine große Datenmenge in relativ kurzer Zeit übertragen wird, wie beispielsweise bei der Aktualisierung einer grafischen Anzeige. Daher wird er normalerweise für Infotainment-Anwendungen eingesetzt. Manchmal ist eine Kommunikation zwischen dem Low-Speed-GMLAN-Bus und dem Mid-Speed-GMLAN-Bus erforderlich. Dies wird erreicht, indem das Radio (Silverbox) als Gateway-Steuergerät verwendet wird. Da der Mid-Speed-GMLAN-Bus und der primäre High-Speed-GMLAN-Bus auf ähnliche Weise arbeiten, ist die Diagnose für beide ähnlich.

Der Low-Speed-GMLAN-Bus wird in Anwendungsbereichen verwendet, in denen eine hohe Datengeschwindigkeit nicht erforderlich ist, wodurch weniger komplexe Komponenten eingesetzt werden können. Er wird normalerweise für vom Bediener gesteuerte Funktionen verwendet, bei denen die Anforderungen an die Reaktionszeit geringer sind, als bei der dynamischen Fahrzeugsteuerung.

Das serielle Low-Speed-GMLAN-Datennetzwerk besteht aus einem einadrigen, gegen Masse referenzierten Bus mit einer High-Side-Spannungsansteuerung. Während der Fahrt werden Datensymbole (1 und 0) nacheinander mit der normalen Geschwindigkeit von 33,3 Kbit/s übertragen. Für die Programmierung von Komponenten kann jedoch ein spezieller High-Speed-Datenmodus von 83,3 Kbit/s verwendet werden.

Im Gegensatz zu doppeladrigen High-Speed-Netzwerken werden beim einadrigen Netzwerk mit niedriger Geschwindigkeit keine Abschlusswiderstände an den Enden des Netzwerks verwendet.

Die über den Bus zu übertragenden Datensymbole werden durch unterschiedliche Spannungssignale am Bus dargestellt. Befindet sich der Low-Speed-GMLAN-Bus im Ruhezustand und wird er nicht angesteuert, ist eine niedrige Signalspannung von ungefähr 0,2 V vorhanden. Dies stellt eine logische "1" dar. Soll eine logische "0" übertragen werden, wird die Signalspannung auf ungefähr 4,0 V oder höher gesetzt.

Der LIN-Bus (Local Interconnect Network) besteht aus einem einzigen Draht mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10,417 Kbit/s. Dieser Bus wird genutzt, um Informationen zwischen einem Hauptsteuergerät und anderen intelligenten Vorrichtungen zu übertragen, die eine unterstützende Funktion haben. Für diese Art von Konfiguration ist nicht die Kapazität oder Geschwindigkeit eines High-Speed-GMLAN- oder Low-Speed-GMLAN-Busses erforderlich und daher ist sie einfacher.

Die zu übertragenden Datensymbole (1 und 0) werden am Kommunikationsbus durch verschiedene Spanungsstufen dargestellt. Befindet sich der LIN-Bus im Ruhezustand und wird er nicht angesteuert, weist das Signal eine hohe Spannung von ungefähr Vbatt auf. Dies stellt eine logische "1" dar. Soll eine logische "0" übertragen werden, wird die Signalspannung auf ungefähr 0,0 V gesetzt (Masse).

Steuergerät in GMLAN-High-Speed-Netzwerken, außer Mid-Speed-GMLAN-Bus und CGI-Bus (CAN Graphical Interface), aktivieren oder deaktivieren die Kommunikation auf der Grundlage des Spannungspegels in diesem Stromkreis. Ist die Stromkreisspannung hoch (ungefähr 12 V), wird die Kommunikation aktiviert. Ist die Stromkreisspannung niedrig, wird die Kommunikation deaktiviert.

Der CGI-Bus ist ähnlich, verwendet jedoch andere Spannungspegel. Siehe die vorstehende Beschreibung des CGI-Busses.

Der Datenverbindungsstecker (DLC) ist ein standardisierter Stecker mit 16 Pins. Steckeraufbau und -lage sind von einem industrieweiten Standard vorgegeben und müssen folgende Bedingungen erfüllen:

Der Diagnose-Tester kommuniziert über die verschiedenen Busse im Fahrzeug. Wenn ein Diagnose-Tester an einem Fahrzeug installiert wird, versucht es mit jedem Steuergerät zu kommunizieren, das sich als Option im Fahrzeug befinden könnte. Wenn eine Option nicht im Fahrzeug vorhanden ist, zeigt der Diagnose-Tester No Comm (keine Kommunikation) für das optionale Steuergerät dieser Option an. Um falsche Diagnosen bei "Keine Kommunikation" mit einem spezifischen Steuergerät zu vermeiden, siehe Datenverbindungen Referenzliste für eine Liste von Steuergeräten, die Busse, mit denen sie kommunizieren, und die RPO-Codes für ein spezifisches Steuergerät.