EuroDomovoy.RU

   Автомобильная электроника, получившая большое развитие в последние годы, требует быстрой и надежной передачи больших массивов информации. Для этой цели была разработана оптическая система "MOST" ( Media Oriented System Transport)[1-4]. В разработке концепции построения этой системы и компонентов для неё принимали участие специалисты концерна Tyco Electronics. Система "MOST" успешно прошла испытания, и в каталогах компании АМР уже появи-лись разделы, в которых можно найти параметры разъемов системы.

   Основные элементы электронной системы автомобиля показаны на рис.1. Объем и вид передаваемых данных зависят от сложности применяемого в автомобиле оборудования и от его функционального назначения (управление, регулирование, коммуникация или развлечения).

Рис. 1. Основные элементы электронной системы автомобиля

   Компоненты системы быстрого регулирования ( например, мотора или привода) связаны друг с другом шиной CAN ( на рис.1 CAN C). В этой шине передаются электрические сигналы и для шины используются медные провода.

   В системе коммуникации осуществляется однонаправленная передача данных, например, прием радиосигналов (АМ/ ЧМ), телевизионных данных (DAB) и на-вигации (GPS) и двунаправленная телефонная связь (GSM).

   Электроника развлечений до недавнего времени состояла из магнитолы, проиг-рывателя лазерных дисков, системы навигации и телематики. В настоящее время наряду с классической радиостанцией она включает автотелефон, экран системы GPS, элементы обслуживания и недавно созданную систему речевого оповеще-ния. В дальнейшем предполагается ввести новые модули, которые позволят ис-пользовать одновременно несколько подсистем (рис.1). Все элементы систем бы-строго регулирования, управления, коммуникации, развлечений и речевого опо-вещения связаны шиной. Быстро возрастающие функциональные возможности всех подсистем требуют увеличения производительности шины. Требуемые ско-рости передачи информации приведены в табл.1.

Таблица 1

Тип шины CAN B CAN C D2B MOST

Скорость передачи, Мбит/c 0.125 1.0 5.6 24.8

Тип данных Управление Управление, регулирование Управление, аудио Управление, аудио, видео

Носитель Шина ISO 11519-2 Шина ISO 11898 Оптоволокно Оптоволокно

Средства передачи Витая пара, параллельные провода Витая пара, параллельные провода Искусственное оптововолокно Искусственное оптововолокно

   По современным взглядам общесистемная шина в автомобилях должна строиться с помощью оптической линии. Кроме более высокой производительности оптическая линия обеспечивает хорошую электромагнитную совместимость.

   Для исследования возможности построения оптических систем и внедрения их в серийное производство, консорциум фирм при участии Tyco Electronics AMP спроектировал шину D2B. Впервые эта шина была применена в новом S-классе автомобилей фирмы Daimler Chrysler. Шина объединила в одну систему радио и навигационную систему, усилитель, CD-плейер, голосовую систему оповещения и автотелефон. Для передачи данных использована оптоволоконная линия. Ско-рость передачи данных в шине D2B около 5.6 Мбит/с. СТРУКТУРА MOST-СИСТЕМЫ

   Система MOST является продукцией консорциума немецких и интернациональных автомомобилестроителей. Топологической структурой системы является кольцо (рис.2). Световые сигналы проходят по световодной линии от одного прибора к другому.

Рис. 2. Структура MOST-системы

   В каждом приборе принятые световые сигналы преобразуются в электрические, обрабатываются МОST-процессором и снова преобразуются в световые с помо-щью светодиода. Скорость передачи данных равна 24.8 Мбит/с. На основании опытных испытаний было установлено, что система должна обладать следующими свойствами:

система должна иметь центральные системные часы, которые обеспечивают тактирование шины,

должна быть предусмотрена возможность модернизации системы (plug and play), т.е. подключить новый или исключить один из имеющихся приборов,

должны быть MOST-спецификаторы, которые компенсируют небольшие различия сигналов между узлами системы,

каждый прибор имеет доступ к шине в любое время. ТРЕБОВАНИЯ К ОПТИЧЕСКИМ КОМПОНЕНТАМ

   Для обеспечения высокой надежности оптические разъёмы должны удовлетво-рять требованиям, которые предъявляются к электрическим разъёмам:

фиксация проводов в разъемах должна выдерживать максимальную силу на разъединение 60 Н без поврежденияю.

допустимый температурный диапазон должен быть от -40 до +85 С. при влажности воздуха 95%.

разъемы должны выдерживать заданные климатические, вибрационные и шо-ковые нагрузки.

   Кроме того, для оптических систем обязательным является требование, чтобы потребляемая мощность была равна разности мощности передатчика и чувстви-тельности приемника. В процессе эксплуатации могут возникать царапины на оп-тической поверхности, появляться пленки вследствие воздействия дыма сигарет и выхода газа из пластмасс, а также появляться наслоения пыли и т.д. Поэтому у передатчиков должны быть предусмотрены регулировки для компенсации дейст-вия отрицательных факторов. Компания Tyco Electronics AMP готова поставлять компоненты для MOST-систем, которые удовлетворяют этим требованиям.КОМПОНЕНТЫ MOST-СИСТЕМЫ

   Наиболее сложным элементом MOST-системы является MOST-процессор и про-граммное обеспечение к нему. Вторым элементом является шина данных. При разработке требований к шине следует учитывать большое отличие соединяемых элементов друг от друга. Третьим элементом MOST-системы является система связи. Она включает привязку волоконно-оптического передатчика (FOT) к MOST-процессору, привязку световода к FOT и разъемы в каждом приборе, муфты и сами световодные провода. Основные элементы системы связи MOST- сис-темы показаны на рис.3.

   Привязка приборов к световодным линиям.

Для привязки приборов к световодным линиям Tyco Electronics AMP разрабатывает изделия, которые предусматривают возможность вставки новых элементов. Имеются разъёмы для одной и двух световодных линий, которые вследствие их специальной формы обозначаются "Pigtail" (рис.4). Основанием для разделения оптических разъёмов от элементов подключения с электрооптическими преобра-зователями послужила возможность более эффективной защиты от электромаг-нитных воздействий, взаимозаменяемость передающих и приемных элементов и более эффективная защита оптической поверхности. Для особых случаев имеются в продаже интегральные элементы "Pigtail", которые согласованы с действующи-ми приборами. Они компактны и взаимозаменяемы. Передающие и приемные элементы функциональных модулей MOST-системы состоят из CMOS микросхемы и одного высокоскоростного PIN-диода. Скорость передачи этих элементов может достигать 25 Мбит/c.

Рис. 3 Компоненты системы связи MOST-системы а) световодные разъемы 1, 2 б) стандартные модули 3, 4, 5 в) световодные линии

   Стандартные модули.

Для привязки приборов к MOST-шине имеется полный ассортимент модулей (рис.5), имеющих 2 или 4 оптических разъема и 12, 20 или 40 электрических кон-тактов. Все компоненты соответствуют установленным MOST-консорциумом требованиям и имеют соответствующие оптические, электрические и механиче-ские параметры.

Рис.4. Разъемы "Pigtail" для одной и двух световодных линий

Рис.5. Модули: а) 2 оптических разъема и 20 электрических контактов б) 4 оптических разъема и 40 электрических контактов

   Испытания показали, что может быть гарантирована хорошая защита оптических поверхностей, а также приборных и кабельных разъёмов.

   Сцепляющие муфты.

Для подключения новых приборов к MOST-шине, для связи кабельным жгутом, а также для сервиса необходимы оптические сцепляющие муфты. Разработаны од-нополюсные и двухполюсные варианты муфт. Они совместимы с двухполюсными разъёмами описанных выше модулей в соответствии с установками MOST-консо-рциума.

   Световодные провода.

Для MOST-шины на основе испытаний предшествующей системы D2B было раз-работано новое оптическое волокно. Оно имеет лучшую эластичность, устойчиво к возгоранию, воздействию давления и не меняет прозрачность. Специальная внутренняя оболочка гарантирует отличные механические и оптические свойства и обеспечивает легкую обрабатываемость. Рабочий температурный диапазон со-временных искусственных световодных линий находится в пределах от -40 до +85 С при оптических потерях 0.2 дБ/м. Допускается изгиб с радиусом 25 мм. При радиусе изгиба 15 мм происходит небольшое увеличение затухания. Дополнительную информацию по разъемам MOST-системы компании AMP мож-но получить на сайте www.tycoelectronics.com и в Технико-консультационном центре [email protected]

Источники

1.Ch. Thiel, R. Konig: Media Oriented Systems Transport (MOST) ein Standard fur Multimedia Networking im Fahrzeug; Tagung Elektronik im Kraftfahrzeug 1998, VDI-Bericht 1415, VDI-Verlag, Dusseldorf 1998.

2.D.Schramm: Lichtwellenleiter- Erfahrungen und Potentiale/ Tagung Forschritt und Zukunft der Automobiltechnik; Verlag Moderne Lndustrie, Stuttgart 1999.

3.W. Heckel, S. Schroder: Kunststofflichtwellenleiter fur optische Ubertagungssysteme im Automobil; Vde- Fachberict Kontaktverhalten und Schalten, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach 1999.

4.A. Engel, D. Schramm: Optisches Bussystem fur automobile Netzwerke:[email protected] Special, 7-8/2000, s 53-56, Carl Hanser Verlag, Munchen.

Автор: Петраков Валерий