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了解MOST总线的工作原理

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:MOST主控制单元除了对系统进行诊断管理,同时还负责整个系统的运行管理。2)MOST总线信息传输。进入正常工作模式的先决条件:图4-51 正常工作模式1)MOST总线系统处于待机模式。如图4-56所示,如果除了主机外的其他控制单元要唤醒MOST总线,那么它会发出调制光信号到环形结构上的下一个控制单元。直到主机收到自身发出去的主机光波,意味着整个MOST网络是完整的。

了解MOST总线的工作原理

MOST主控制单元除了对系统进行诊断管理,同时还负责整个系统的运行管理。诊断功能通过与信息显示和操作单元J523连接的网关(Diagnosis Interface,Gateway)来进行。而前部信息显示与操作单元J523用来执行系统管理功能。

MOST系统管理功能包括:

1)系统状态控制。

2)MOST总线信息传输。

3)传输容量管理。

1.MOST总线系统状态控制

(1)休眠模式 如图4-49所示,休眠状态下,MOST网络上无数据交换。网络上的控制单元切换到待机状态,直到被系统主机发出的光波脉冲信号激活。环形系统上的工作电流降低到最低值。休眠模式进入条件:

1)所有的控制单元准备好进入休眠模式。

2)无其他总线系统通过网关发出的请求。

3)诊断功能未被激活。

在更高级别水平上,MOST也会进入休眠模式:

1)起动蓄电池亏电,蓄电池管理模块通过网关完成。

2)通过诊断电脑激活运输状态下的休眠模式。

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图4-49 休眠模式

(2)待机模式 如图4-50所示,待机模式下,使用者无法进行操作,看起来就好像系统已经关闭。这个时候MOST系统在进行后台运行,只是所有的输出媒介(显示器收音机功率放大器)被关闭或静音。待机模式在系统起动时或在以下条件下被激活:

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图4-50 待机模式

1)其他网络系统通过网关来激活,如解锁、打开驾驶室车门、打开点火开关等动作。

2)MOST系统上的控制单元的激活动作(如有电话信号进入)。

(3)正常工作模 式如图4-51所示,MOST系统上的控制单元均处于激活状态,进行数据的交换。使用者能使用所有的功能。进入正常工作模式的先决条件:

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图4-51 正常工作模式

1)MOST总线系统处于待机模式。

2)其他数据总线通过网关激活(比如点按触摸屏)。

3)用户操作(比如操作多媒体操作单元E380)。

2.MOST总线信息传输

(1)数据框架 系统主机以44.1kHz的时钟频率在环形系统上,将数据框架从一个控制单元传递到下一个控制单元。

(2)时钟频率(Clock Frequency) 由于固定的时间间隔,时钟频率使得数据传输的同步成为可能。同步数据用来传递音频或视频信号,这些内容要求以相同的时间间隔进行传输。固定的44.1kHz的时钟频率与数字音频模块(CD、DVDPlayer,DAB Radio)相对应,正因为如此这些模块才得以被整合进MOST总线系统。

(3)数据框架的结构 如图4-52所示,一个数据框架的长度是64B,可以细分为以下域:

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图4-52 MOST数据框架结构

1—前同步码(4bit) 2—定界符(4bit) 3—数据域(480bit) 4—第一确认域(8bit) 5—第二确认域(8bit) 6—状态域(7bit) 7—匹配域(1bit)

1)前同步码。如图4-53所示,也叫报文报头,标志着数据框架的起始位置。每一个数据框架都拥有一个前同步码。

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图4-53 前同步码与定界符

1—前同步码 2—定界符

2)定界符。如图4-53所示,将前同步码与后续的数据域间隔开来。

3)数据域。如图4-54所示,每一个数据域最大容量60B,有两种截然不同的数据类型:音频和视频格式的同步数据;图片、用于计算目的的信息以及信息格式的异步数据。数据域的结构比较有弹性。同步数据的容量大概为24~60B,且有优先传播权。

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图4-54 数据域

1—异步数据0~36B 2—同步数据24~60B

4)确认域。两段确认域用来传递以下信息:发送器与接收器地址码(识别码)与发送至接收器的控制命令(如功率放大器设置,上/下)。确认字节由控制单元进行封装,形成一整段的确认数据框架。每16个数据框架形成一个数据模块。在确认数据框架内包含有控制与诊断数据,从一个发送器,发送至下一个接收器。传输类型是地址导向型传输。

5)状态域。包含了接收器有用的传播信息,如图4-55所示。

6)匹配域。用来最终检查数据框架是否完整。这部分的内容可以保证传输过程是否重复,如图4-55所示。

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图4-55 状态域与匹配域

1—状态域 2—匹配域

3.系统起动(唤醒)

MOST如果处于休眠模式,那么系统首先是进入待机模式,以备进入唤醒过程。如图4-56所示,如果除了主机外的其他控制单元要唤醒MOST总线,那么它会发出调制光信号(从机光信号)到环形结构上的下一个控制单元。在休眠模式下的控制单元的接收器光敏二极管仍然保持导通状态,那么下一个在休眠状态下的控制单元接收到这个从机光信号,并依次传递下去,直到传递到系统主机。一旦得到主机的确认,待机模式开始起动。(www.xing528.com)

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图4-56 MOST总线唤醒

1—遥控钥匙 2—防盗控制单元 3—网关 4—发射器LID灯点亮调制光信号 5—系统主机 6—接收光信号(系统唤醒)

如图4-57所示,紧接着,系统主机发出另一个特别的调制光波(主机光波)到下一个控制单元,并依次传递下去。直到主机收到自身发出去的主机光波,意味着整个MOST网络是完整的。于是开始数据框架的传播。

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图4-57 唤醒信号的传播

1—收发器确认环路无故障 2—系统主机 3—LED发出主机光波

如图4-58所示,系统主机将预设的各模块在环形结构上的相对位置信息发送至所有的控制单元。诊断主机将现有实际的控制单元顺序与预设的模块顺序相比较,如果没有吻合,那么诊断主机就会存储相应的故障码。一旦完成,唤醒过程就结束,总线上可以进行数据传输了。

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图4-58 网络完整性检查

1—数据框架 2—系统主机

4.音频与视频的传输——同步数据

(1)音频信号的传输过程如图4-59所示,CD音乐播放的操作模式就是一个同步数据传输的基础过程。系统主机在每一个数据组上插入一个16帧的确认数据框架,来进行传输。

首先,使用者通过操作多媒体操作界面与信息显示屏,来选择CD上的曲目。紧接着,多媒体操作单元通过数据总线将曲目信号发送至系统主机(前部信息显示与操作单元)。

1)发送器地址:系统主机(前部信息显示与操作单元),位于环形结构的位置1。

2)数据接收器地址:CD机,环形结构上的预设位置。

3)控制指令:曲目10;分配传输频道,CD机收到主机发出的数据,识别出要传输数据,于是生成一段数据列,外加一段确认数据。

4)数据发射方地址:CD机、环形结构上的预设位置。

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图4-59 音频的传输过程

1—多媒体操作单元 2—功能选择开关 3—系统主机-前部信息显示与操作 4—发送至CD机的数据 5—发送至数字音响的数据 6—CD机 7—从CD发出的确认数据 8—数字音响单元 9—数字音响发出的确认数据

5)系统主机接收器地址:系统主机(前部信息显示与操作单元),位于环形结构的位置1。

6)控制指令:数据传输/曲目1、2、3或4(立体声)。

(2)同步传输的数据管理 如图4-60所示,前部信息显示与操作单元接收到CD机的确认数据后,给数字音响控制单元发出指令,对外播放出音乐。

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图4-60 同步数据的传输

1—声音输出通道 2—CD机通道 3—DVD播放器通道 4—数据域(不限长度) 5—DVD播放器 6—CD机 7—导航控制单元

1)发射器地址:系统主机(前部信息显示与操作单元),位于环形结构的位置1。

2)接收器地址:数字音响控制单元,环形结构上的预设位置。

3)控制指令:读出通道1、2、3或4的数据,并通过扬声器对外播放;现阶段音响的设置,如音量大小、平衡、高音、中音、低音等或者取消静音。

CD碟片上的音乐内容一直限制在数据域上,直到数据域在环形结构上循环一周,再次回到CD机。在CD机上,数据内容替换后,新一轮的数据循环又开始了。

这样一来,MOST总线上的所有输出型控制单元都能收到同步数据。系统主机通过传输相应的确认数据来决定哪些控制单元使用了发出去的同步数据。

(3)传输通道(Transmission Channels) 音频与视频信号的传输要求每一个数据域都要有好几个字节,数据字节的类型与信号数据类型相同,每段字节就叫做一个通道,见表4-5。

表4-5 传输通道数量

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这种通道模式允许不同数据来源的数据在同一时刻进行同步传输。

5.异步数据传输

如图4-61所示,以异步数据传输方式进行传输的数据类型有:

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图4-61 异步数据传输过程

1—显示屏 2—由显示屏发出的确认数据 3—带开关的电话控制单元 4—无线网络电子邮件 5—数据框架(来自电话控制单元) 6—CD/DVD地图信息 7—导航控制单元 8—数据框架(来自导航控制单元)

1)导航地图。

2)导航路径计算。

3)无线网络网址。

4)电子邮件。

异步数据内容以不规则的时间间隔进行传输。由于此原因,每一个异步数据传输模块都将异步数据存储在一个模块内,直到接收到网络上某个模块接收器的地址信息后,才开始发送。每个数据域大概4B的长度,异步数据一直保存在固定的数据模块内,在环形结构上循环后,回到数据内容的发送模块。发送模块重新更新数据模块内的异步数据,再次发送到网络上,循环往复。

一般来说异步数据每个信息单元(比如字节)之间有控制信号(如起始、终止信号),发送和接收端分别用近似的时钟工作。同步数据一般会有一个时钟信号,收发两端均以该时钟信号为收发时钟,该信号一般由发送端产生。每个信息单元之间不再有起始、终止控制。

同步通信速度快,因为它需要每时每刻地传输数据,不得停顿。而异步通信速率降低了,但它有空闲段,也就是说不需要一直传输数据,可以停顿,一般使用异步通信方式较多。

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