Volt

Описание и функционирование каналов обмена данными

Примечание: Ниже представлено общее описание различных шин последовательной передачи даных, используемых модулями управления GM для обмена информацией друг с другом. Определите по схеме, какие последовательные шины передачи данных имеются в конфигурации конкретного автомобиля.

В автомобиле имеется множество компонентов, использующих информацию от других источников, передающих информацию другим источникам, или выполняющих и то, и другое. Сети последовательной передачи данных обеспечивают надежный и недорогой способ "общения" различных компонентов автомобиля между собой и совместного использования информации.

Компания GM использует ряд различных шин связи для обеспечения своевременного и эффективного обмена информацией между модулями управления. Сравнивая эти шины друг с другом, можно отметить, что некоторые из них отличаются с точки зрения скорости, характеристик сигнала и режима работы. Примерами таких шин являются высокоскоростная шина GMLAN и низкоскоростная шина GMLAN.

С другой стороны, сравнивая друг с другом другие шины, можно отметить, что они имеют сходные характеристики и просто работают параллельно. В этом случае они используются для группировки компонентов, интенсивно взаимодействующих между собой. Примерами таких шин являются высокоскоростная шина GMLAN, шина расширения трансмиссии и шина расширения шасси. Это позволяет им обмениваться данными друг с другом по шине с более низкой загрузкой сообщениями, обеспечивая более быстрый и более оперативный обмен информацией в том случае, когда модули управления автомобиля находятся на одной шине.

Большая часть информации, существующей в данной сети, как правило остается локальной; однако некоторую информацию приходится передавать в другие сети. Функцию передачи информации между различными шинами выполняют модули управления, называемые "шлюзами". Модуль-шлюз соединен как минимум с 2 шинами и взаимодействует с каждой сетью в соответствии со своей стратегией передачи сообщений и моделями передачи данных.

Шина GMLAN позволяет принимающим модулям управления контролировать передачу сообщений от других модулей управления и определять, когда прием требуемого сообщения не производится. Основной целью является замещение информации, прием которой прервался, приемлемыми стандартными значениями. Кроме того, модуль управления может установить диагностический код неисправности, указывающий на прерывание связи с тем модулем управления, от которого ожидается информация.

Высокоскоростная шина GMLAN используется в тех случаях, когда обмен данными должен происходить на достаточно высокой скорости, чтобы минимизировать запаздывание между моментом изменения показания датчика и получением этой информации управляющим устройством, использующим информацию для коррекции режима работы системы автомобиля.

Высокоскоростная шина последовательной передачи данных GMLAN состоит из двух скрученных проводов. Одна сигнальная цепь обозначается как "GMLAN-High" ("GMLAN-Высокий уровень"), а другая сигнальная цепь обозначается как "GMLAN-Low" ("GMLAN-Низкий уровень"). На каждом конце шины данных между цепями GMLAN-High и GMLAN-Low имеется согласующий резистор 120 Ом.

Символы данных (единицы и нули) передаются последовательно со скоростью 500 Кбит/с. Данные, передаваемые по шине, представлены в виде разности напряжений между напряжением сигнала GMLAN-High и напряжением сигнала GMLAN-Low.

Когда двухпроводная шина бездействует, сигнальные цепи GMLAN-High и GMLAN-Low не активны, и это состояние соответствует логической "1". В таком состоянии обе сигнальные цепи имеют одинаковое напряжение 2,5 В. Разность напряжений составляет приблизительно 0 В.

Если требуется передать логический "0", сигнальная цепь GMLAN-High возбуждается до более высокого напряжения около 3,5 В, а цепь GMLAN-Low возбуждается до более низкого напряжения около 1,5 В. Разность напряжений становится равной приблизительно 2,0 (+/- 0,5) В.

Шина расширения шасси GMLAN является, по существу, копией высокоскоростной шины GMLAN, но используется в качестве резервной для компонентов шасси. Такая реализация позволяет разделить трафик сообщений между двумя параллельными шинами, обеспечив оперативность передачи и приема сообщений. Иногда требуется установить связь между шиной расширения шасси и основной высокоскоростной шиной GMLAN. Это обеспечивается за счет использования электронного блока управления тормозной системы (EBCM) в качестве модуля-шлюза. Поскольку высокоскоростная шина расширения шасси GMLAN и основная высокоскоростная шина GMLAN функционируют одинаково, методы их диагностики также аналогичны.

Шина расширения GMLAN силовой установки является, по существу, копией высокоскоростной шины GMLAN, но используется в качестве выделенной шины для компонентов гибридной силовой установки или дизельной силовой установки в определенных случаях. Эта шина является опцией, зависящей от набора функций. Иногда требуется установить связь между шиной расширения силовой установки и основной высокоскоростной шиной GMLAN. Эту связь обеспечивает электронный модуль управления тормозной системы (EBCM), выступающий в качестве шлюза. Поскольку высокоскоростная шина расширения силовой установки GMLAN и основная высокоскоростная шина GMLAN функционируют одинаково, методы их диагностики также аналогичны.

Вся диагностическая информация доступна только через основную высокоскоростную шину GMLAN. В то же время сервисное программирование высокоскоростной шины расширения силовой установки GMLAN выполняется только через дополнительный диагностический разъем.

Шина управления высоковольтным питанием GMLAN является по существу копией высокоскоростной шины GMLAN, но используется в качестве выделенной шины для компонентов зарядки гибридной силовой установки автомобиля с электроприводом. Иногда требуется установить связь между низкоскоростной шиной GMLAN и шиной управления высоковольтным питанием. Эту связь обеспечивает электронный модуль управления гибридной силовой установкой 2, выступающий в качестве шлюза. Поскольку высокоскоростная шина управления высоковольтным питанием GMLAN и основная высокоскоростная шина GMLAN функционируют одинаково, методы их диагностики также аналогичны.

Вся диагностическая информация доступна только через основную высокоскоростную шину GMLAN.

Эта шина используется развлекательной подсистемой для высокоскоростной передачи графических данных между модулем радио и информационного дисплея и/или панелью управления радио и системой кондиционирования. Электрические характеристики шины графического интерфейса CAN Graphical Interface (CGI) весьма сходны с характеристиками высокоскоростной шины GMLAN. Однако стратегия передачи сообщений и построение сообщений различаются. Иногда требуется установить связь между шиной графического интерфейса CAN и низкоскоростной шиной GMLAN. Это обеспечивается за счет использования радиомодуля SilverBox в качестве модуля-шлюза. Поскольку шина графического интерфейса CAN и основная высокоскоростная шина GMLAN имеют сходные электрические характеристики, методы их диагностики также аналогичны.

В том случае, когда модуль информационного дисплея и модуль управления радиоприемником/кондиционером являются разными модулями управления, модуль информационного дисплея отвечает за передачу информации между радиоприемником и модулем управления радиоприемником/кондиционером. Панель управления радио обменивается данными только с модулем информационного дисплея, а модуль информационного дисплея затем обменивается данными с панелью управления радио/кондиционером через интерфейс локальной сети связи (LIN).

Когда требуется задействовать систему, сигнал вывода шины из спящего режима генерируется модулем радио или модулем информационного дисплея. Функция обмена данными графического интерфейса CAN включается или отключается в зависимости от уровня напряжения сигнала активизации интегрированной центральной консоли. Сеть будет оставаться активной, пока напряжение цепи поддерживается на низком уровне - не выше 1,5 В. Обмен данными будет запрещен при высоком напряжении цепи порядка 5,0 В.

Модуль радио может осуществлять горячий сброс модуля информационного дисплея, если модуль информационного дисплея не отвечает на запросы модуля радио. Сигнал сброса интегрированной центральной консоли – это выходной сигнал низкого уровня (менее 1,5 В), направляемый модулем радио модулю информационного дисплея, который имеет те же электрические характеристики, что и описанный выше сигнал активизации интегрированной центральной консоли.

Среднескоростная шина GMLAN очень сходна с высокоскоростной шиной GMLAN, но использует более медленную скорость передачи данных, равную 125 Кбит/с. Эта шина предназначена для использования в тех случаях, когда время реакции системы требует передачи большого объема данных за относительно короткое время - например при обновлении информации на графическом дисплее. Поэтому она обычно используется в информационно-развлекательных системах. Иногда требуется установить связь между низкоскоростной шиной GMLAN и среднескоростной шиной GMLAN. Это обеспечивается за счет использования радиомодуля (SilverBox) в качестве модуля-шлюза. Поскольку среднескоростная шина GMLAN и основная высокоскоростная шина GMLAN функционируют одинаково, методы их диагностики также аналогичны.

Низкоскоростная шина GMLAN применяется в тех случаях, когда не требуется высокой скорости передачи данных, что позволяет использовать менее сложные компоненты. Обычно она используется в функциях, управляемых оператором, когда требования ко времени реакции не такие жесткие, как при динамическом управлении автомобилем.

Низкоскоростная сеть последовательной передачи данных GMLAN состоит из единственного провода - шины, имеющей привязку к массе, с управляющим напряжением высокого уровня. Во время движения автомобиля по дороге символы данных (единицы и нули) передаются последовательно со стандартной скоростью 33,3 Кбит/с. Исключительно для целей программирования может использоваться специальный режим высокоскоростной передачи данных на скорости 83,3 Кбит/с.

В отличие от высокоскоростных двухпроводных сетей в однопроводной низкоскоростной сети не используются согласующие резисторы на концах сети.

Символы данных, передаваемые по шине, представляют собой сигналы различного напряжения на шине. Когда низкоскоростная шина GMLAN бездействует и не возбуждается, присутствует низкое сигнальное напряжение порядка 0,2 В. Такое состояние соответствует логической "1". Если требуется передать логический "0", сигнальное напряжение возбуждается до более высокого уровня порядка 4,0 В или выше.

Шина локальной сети связи (LIN) состоит из единственного провода и имеет скорость передачи 10,417 Кбит/с. Эта шина используется для обмена данными между главным модулем управления и другими интеллектуальными устройствами, выполняющими вспомогательные функции. Конфигурация такого типа не требует производительности или скорости высокоскоростной шины GMLAN или низкоскоростной шины GMLAN, и поэтому является относительно более простой.

Передаваемые символы данных (единицы и нули) представлены различными уровнями напряжения на шине связи. Когда шина LIN бездействует и не возбуждается, сигнал представляет собой напряжение высокого уровня, приблизительно равное напряжению аккумуляторной батареи Vакк. Такое состояние соответствует логической "1". Если требуется передать логический "0", сигнальное напряжение снижается почти до уровня массы (0,0 В).

Модули управления, присоединенные к высокоскоростным сетям GMLAN, за исключением среднескоростной шины GMLAN и шины графического интерфейса CAN, активируют или деактивируют передачу данных в зависимости от уровня напряжения в этой цепи. Если напряжение цепи имеет высокий уровень (около 12 В), передача данных разрешается. Если напряжение цепи имеет низкий уровень, передача данных запрещается.

Шина графического интерфейса CAN аналогичны, но в ней используются другие уровни напряжения. Описание шины графического интерфейса CAN см. выше.

Диагностический разъем (DLC) является стандартизованным разъемом с 16 полостями. Конструкция и положение разъема соответствуют общим стандартам промышленности и обеспечивают следующее:

Дополнительный диагностический разъем представляет собой стандартный разъем на 16 гнезд. Этот разъем должен быть в наличии на всех автомобилях, на которых требуется сервисное программирование контроллеров на шине расширения для силовой установки только для гибридных функций. Диагностика должна выполняться через диагностический разъем (DLC); дополнительный диагностический разъем не используется. Дополнительный диагностический разъем имеет следующее назначение контактов:

Диагностический прибор поддерживает связь через различные шины на автомобиле. Если к автомобилю подключен диагностический прибор, он пытается наладить связь со всеми имеющимися на автомобиле модулями управления. Если модуль не установлен, диагностический прибор отобразит сообщение об отсутствии связи с данным дополнительным модулем управления. Чтобы избежать неверной диагностики, следуя сообщениям об отсутствии связи с конкретными модулями управления, см.Каналы обмена данными - Ссылки , где приводится перечень модулей управления, шины, через которые они поддерживают связь, и коды RPO для конкретных модулей.