سیستم مالتی پلکس خودرو (بخش سوم)

انواع هندسه شبکه مولتی‌پلکس
انواع هندسه شبکه‌های اطلاعاتی مولتی‌پلکس به شرح زیر است:
1- شبکه Star: پیکربندی ستاره که در آن تمامیECU ها به طور جداگانه به یکECU مرکزی متصل می‌شوند.
2- شبکهBus : در این شبکه تمامیECU ها به طور جداگانه پس از اتصال به دو خط گذرگاه داده‌ها به یکدیگر متصل شوند.
3- شبکهTree : این شبکه مجموعه‌ای از شبکه‌هایStar وBus می‌باشد.
4- شبکه Ring : در این شبکه هرECU حد فاصل بین دوECU دیگر است.
5- شبکه Lattice : در این شبکه ارتباط بینECU ها به صورت رندوم برقرار می‌شود. [4]

ساختار سخت‌افزاریECU ها:
هر ECU در مولتی‌پلکس دارای یک سری پایه‌های Input و Output و یک اوسیلاتور تولید فرکانس (که می‌تواند مبنای RC و یا کوارتز باشد)، یکVAN و یاCAN کنترلر (بر مبنای این که ECU مربوطه به شبکه CAN یاVAN متصل باشد) و یک پورت ترانسیورTransceiver فرستنده و گیرنده است که همزمان می‌تواند اطلاعات ارسالی را دریافت نماید. تمامی ECU ها در هنگام ارسال و دریافت اطلاعات توسط ECU دیگر قادر به مشاهده اطلاعات روی گذرگاه داده‌ها (که شامل دو سیم اطلاعاتی به هم پیچیده است) می‌باشند و از این طریق می‌توانند اطلاعات مربوطه را ارزیابی نموده و در صورت مرتبط بودن با اطلاعات از آن استفاده نمایند.

ساختار داخلی ECUها:


گذرگاه داده مالتی‌پلکس:
برای انتقال داده‌ای مختلف از طریق یک خط باید چندین معیار را به دقت تعریف و بر سر آنها توافق کرد. این تعریف معیارها را قرار داد ارتباطی می‌نامند. بعضی از متغیرهایی که باید تعریف شوند به قرار زیرند:
1- روش نشانی دادن.
2- ترتیب انتقال.
3- سیگنالهای کنترل.
4- خطایابی.
5- سرعت یا آهنگ انتقال.

گذرگاه داده مالتی‌پلکس:
محیط مادی شامل موارد زیر است:
1- واسطه انتقال مثلا سیم مسی تار نوری و غیره.
2- نوع رمز گذاری برای انتقال مثلا قیاسی و یا رقمی.
3- نوع سیگنال مثلا ولتاژ جریان فرکانس و غیره.
مدار مورد استفاده برای برآورده کردن معیارهای بالا را، مدار فصل مشترک گذرگاه می‌نامند و غالبا به صورت یک آی سی است.

وظایف BSI در سیستم مولتی‌پلکس:
BSI مخفف عبارت Built in System Interface می‌باشد. اینECU قلب ساختار مولتی‌پلکس بوده و وظیفه اصلی را به عنوان Server شبکه به عهده دارد.BSI گذرگاهی برای ارتباط سه BUS مختلف بوده و این اطلاعات را بینECU 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 ECUهایی است که به سیستم VAN متصلند.


انتقال اطلاعات در سیستم:
انتقال اطلاعات در سیستم های شبکه و مولتی پلکس 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 های خودرو با یکدیگر است.

لایه 1، لایه فیزیکال Physical:
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:
1- تعریف چگونگی حالات سیگنال ها.
2- تعریف خطوط انتقال و کانال های ارتباطی.
3- تعریف مدهای مختلفارتباط به کانال ارتباطی ( Connector ها و ... ).

لایه 2، لایه ارتباطLink :
شامل زیرلایه های (Medium Access Control ) MAC و (Logical Link Control) LLC می باشد و به ترتیب، موارد زیر را پوشش می دهد:
1- مدیریت ارتباط منطقی و تسهیم اطلاعات بین ECU های مختلف.
2- تعریف رفتار شبکه ( زمان بندی ، مسیر یابی و ... ).
3- آشکارسازی خطاها ی لایه اول.
4- تصحیح خطاهای لایه اول.

لایه 3، لایه شبکه Network :
تعیین مسیر اطلاعات برای مقصد نهایی شامل:
1- تعیین مسیر عبور اطلاعات در شبکه.
2- 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:
1- تقسیم پیام ها به پیک های کوچک.
2- کنترل پیک های از دست رفته و یا دو بار فرستاده شده.
3 - تصحیح خطاهای لایه های قبلی.

لایه 5 ، لایه هماهنگی Session:
این لایه وظیفه سازمان دهی و سنکرون کردن اطلاعات مابین اطلاعات انتقالی بینECU های مختلف را به شرح زیر بر عهده دارد :
1- ایجاد محدودیت های لازم جهت انتقال اطلاعات یک ECU خاص بر روی شبکه.
2- 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 :
1- تبدیل اطلاعات به کد شامل استانداردهای Motorola , Intel , ASCI , EBCIDIC ، ...
2- تعیین میزان ایمنی اطلاعات.
3- 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:
1- سازمان دهی اطلاعات ساده کاربردی.
2- انتقال فایل های اطلاعات.
3 - سازمان دهی پیام های صنعتی.

مسیر انتقال اطلاعات در سیستم:


مثال طرز کار:
برای تجسم طرز کار این سیستم، رویدادهایی را که هنگام روشن و خاموش کردن چراغهای بغل رخ می دهند، در نظر بگیرید. ابتدا وقتی راننده کلید چراغ را می زند سیگنال منحصر به فردی روی گذرگاه داده قرار می گیرد. این سیگنال را فقط گیرندهای خاصی تشخیص می دهند که جزئی از هر مجموعه چراغ هستند این گیرندها به نوبه خود بین سیم برق و چراغها اتصال برقرار می کنند. در هنگام خاموش کردن چراغها نیز عملیاتی به همین ترتیب انجام می شود ؛ با این تفاوت که این بار رمزی که وارد گذرگاه داده می شود متفاوت است و فقط گیرندهای مقتضی آن را به عنوان رمز خاموشی شناسایی می کنند.



مزایای کلی:
از مزایای بارز سامانه مالتی پلکس درخت سیم خودرو می توان موارد زیر را برشمرد:
1- کاهش حجم و وزن درخت سیم (تا 60 درصد).
2- کاهش قیمت تمام شده.
3- رهاسازی نسبی نرم افزار از قید مکانی سخت افزار مرتبط.
4- ایجاد قابلیت عیب یابی الکترونیکی (on board).
5- ایجاد قابلیت مدیریت انرژی در خودرو.
6- پخش زمانی مصرف کننده ها در جهت کاهش جریان لحظه ای.
7- انعطاف پذیری در دسته سیم در برابر تغییرات آتی.
8- بهبود کیفیت عملکردی اجزای مصرف کننده.
9- کاهش زمان مونتاژ هر خودرو (تا 15 دقیقه).
10- حفاظت کامل سیمها در مقابل اتصال کوتاه.
11- کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری خودرو.