新型汽车CXPI通信协议

新型汽车CXPI通信协议

由于汽车电子系统变得越来越复杂，因此线束的布置十分困难。尽管无线网路的构想已提出多年且进行了实践，但如转向盘、车灯、制动系统、安全气囊等要求即时反应的系统还不能借助无线网路进行数据传输，仍需有线控制。同时，目前采用的汽车通信架构工作时，均是通过主电控单元分别与子电控单元的通信来实现。在这种架构下，使用无线网络无法实现多路通信同时进行。介绍了日本自动车技术会制定的新型汽车多路通信协议，即时钟扩展外设接口（CXPI）通信协议。该协议具有快速响应、可扩展性以及高可靠性和低成本等优势。

CXPI通信协议采用总线连接式拓扑结构，最大可同时连接16个节点。CXPI通信系统的配置结构包括一个具有通信微控制器的时钟主电控单元，以及若干个不具有微控制器的子电控单元。为降低生产成本，时钟主电控单元可以采用配备微控制器的通用异步收发器（UART）产生时钟信号，不使用昂贵的高精度振荡器。这

里的时钟信号是指一种脉冲宽度调制波形，逻辑值为“0”或“1”。进行通信时，时钟主电控单元在总线上产生一个恒定的时钟信号，这些时钟信号通过通信总线传输到各个子电控单元上。当子电控单元需要传输数据时，改变时钟信号的逻辑值并随数据一同发出，同时对发出的数据进行标记，之后在通信总线上进行数据传输。为了解决通信中产生的冲突，CXPI通信协议采用带有冲突监测的载波监听多路访问技术（CSMA/CR）。该技术给予不同的子电控单元相应的优先级。CXPI通信系统工作时，子电控单元不断地对通信总线进行监听。若通信总线处于空闲状态，则立即进行数据传输。若监听到通信总线忙碌则不发送数据而发送位数较少的通信请求到时钟主电控单元。时钟主电控单元根据子电控单元的优先级确定通信总线的使用。对新型汽车CXPI通信协议的测试表明，其传输速率达到20Kbit/s，可以满足车身系统的通信要求。采用CXPI通信协议后，可减少整车线束的使用，减轻了整车质量，布置空间也得到了节约。

Eiji Taki et al.SAE 2016-01-0057.

编译：王祥