總線通信技術的案例
為何大部分通信總線都差不多？
總線的通信協議
對于總線的學習，了解其通信協議是整個過程中最關鍵的一步，所有介紹總線技術的資料都會花很大的篇幅來描述其協議，特別是ISO/OSI的那七層定義。
其實，要了解一種總線的協議，最主要的就是去了解總線的幀數據每一位所代表的特性和意義，總線各節點間有效數據的收發都是通過各節點對幀數據位或段的判斷和確信來得以實現。
如圖1所示是常見的I2C總線上傳輸的一字節數據的數據幀，其總線形式是由數據線SDA和時鐘SCL構成的雙線制串行總線，并接在總線上的電路模塊即可作為發送器（主機）又可作為接收器（從機）。幀數據中除了控制碼（包括從機標識碼和訪問地址碼）與數據碼外還包括起始信號、結束信號和應答信號。
起始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。
控制碼：用來選擇操作目標與對象，即接通需要控制的電路，確定控制的種類對象。在讀期間，也即SCL時鐘線處于時鐘脈沖高電平時，SDA上的數據位不會跳變。
數據碼：是主機向從機發送的具體的有用的數據（如對比度、亮度等）和信息。
展開 車載總線通信數據庫開發工具 — VDE
概述
INTEWORK-VDE（Vehicle Database Editor）是一款網絡通信及數據庫開發工具，支持車型平臺、車型、網段等多個層級的通信系統設計，支持 CAN(FD)、LIN、J1939、Ethernet 多種通信協議，可提供中心服務器進行數據的統一管理，并且支持協同工作、審批發布、變更分析和郵件發送等功能。
經緯恒潤總線通信數據庫協作開發工具現已上云
經緯恒潤總線通信數據庫協作開發工具現已上云
【新品發布】CAN(FD)、LIN總線通信和數據庫設計工具-VDE
近年來，汽車行業發展迅猛，車載網絡與通信協議不斷革新，車型的平臺化和改版升級不可避免地產生了大量相似通信數據庫，如何維護數據庫的正確唯一，保證報文信號在不同車型、網段之間的同步成為了急需解決的問題。同時總線工程師在開發階段要維護管理多個版本的數據庫，版本管控、多人協作、審核發布等成為了總線工程師的痛點。
為解決上述問題及總線工程師的痛點，經緯恒潤自主研發了一款專業的數據庫設計編輯工具INTEWORK-VDE（Vehicle Database Editor，以下簡稱VDE），適用于車型的數據庫設計和管理，替代傳統Excel通信矩陣管理方式，有效提升總線通信設計效率及正確性。
產品介紹
VDE采用“客戶端-服務器”模式，客戶端支持以車系、車型、網段、節點為單位進行數據庫的設計，同時支持CAN、LIN、CANFD總線，下一版本將支持以太網數據庫ARXML/FIBEX文件編輯；服務器支持多人協作、平臺化信號管理、車型復用、數據庫版本管理、審核發布、郵件發送等功能。客戶端與服務器兩個版本相互獨立，可單獨使用單機版。
展開 
5G汽車通信技術實現了車輛間通信碰撞規避\網絡互聯
隨著車聯網技術的不斷發展，車輛與車輛之間、車輛與基礎設施之間實現通信正在成為可能。日前，5G汽車通信技術聯盟（5GAA）在歐洲完成了首個C-V2X直接通信技術現場演示，該技術實現了車輛間通信碰撞規避、車輛到基礎設施通信，使車輛與交通燈及交通管理中心實現網絡互聯，并在多個汽車品牌車輛上運行。
該技術演示采用了寶馬提供的電動踏板車、福特、PSA和寶馬的乘用車，所有車輛和設備都搭載高通最新的9150 C-V2X通訊技術。不同品牌和種類的車型之間實現了車間通信（V2V）、車輛與基礎設施通信（V2I），使車輛與交通燈及交通管理中心實現網互聯。
此次展示主要演示了六項功能：車間通信（V2V）可以實現緊急剎車預警（Emergency Electronic Brake Light）、十字路口碰撞警示（Intersection Collision Warning）、穿行轉向碰撞風險警示（Across Traffic Turn Collision Risk Warning）；車輛與行人之間的通信（V2P）則可以提供行人警示功能（Vulnerable Road User (pedestrian) Warning）。車輛與基礎設施通信（V2I）主要應用于信號燈狀態提醒（Timing / Signal Violation Warning）、車輛限速警示（Slow Vehicle Warning and Stationary Vehicle Warning）。
相比一些車聯網技術，C-V2X技術（以蜂窩網絡為基礎的車聯網技術）依托于網絡，通信速度更快，成本效益更高。目前，德國、法國、韓國、中國、日本和美國都已經針對C-V2X直接通信展開研究、測試工作。
展開 汽車LIN總線技術解析
主控制單元
LIN主控制單元連接在CAN數據總線上，監控數據傳輸過程和數據傳輸速率，發送信息標題，決定何時將哪些信息發送到LIN數據總線上多少次，在LIN數據總線系統的LIN控制單元與CAN總線直接起“翻譯”作用，能夠進行LIN主控制單元及與之相連的LIN從屬控制單元的自診斷。
主控制單元的信息結構
LIN主控制單元控制總線導線上的每條信息的開始處都通過LIN總線主控單元發送一個信息標題，它由一個同步相位構成，后面部分是標識符字節，可以傳輸2、4、8個字節的數據。標識符用于確定主控單元是否會將數據傳輸給從屬控制單元。信息段包含發送到從屬控制單元的信息。校驗區可為數據傳輸提供良好的安全性。校驗區由主控制單元通過數據字節構成，位于信息結束部分。LIN總線主控制單元以循環形式傳輸當前信息。
LIN從屬控制單元
在LIN數據總線系統內，LIN從屬控制單元的通信受到LIN主控制單元的完全控制，只有在LIN主控制單元發出命令的情況下，LIN從屬控制單元才能通過LIN總線進行數據傳輸。單個的控制單元、傳感器、執元件都相當于LIN從屬控制單元，傳感器是信號輸入裝置，傳感器內集成有一個電控裝置，它對測量值進行分析，分析后的數值是作為數字信號通過LIN總線進行傳輸的。
展開 新一代航空航天總線技術
伴隨航空和航天電子技術的飛速發展，傳統總線已經不能滿足新型航空及航天電子系統的技術總體設計需求，因此目前傳統的總線技術正逐步被新一代航空數據總線技術所替代，目前國外新型的商業和軍用航空航天項目中的電子系統采用的總線已經開始轉向光纖通道（Fiber Channel，FC）、航空電子全雙工交換式以太 網（Avionics Full-Duplex Switched Ethernet，AFDX）、SpaceWire、Time-triggered Protocol（TTP）和Time-triggered Ethernet（TTE）。新一代總線技術相比于傳統的總線可以提供更高帶寬、更高可靠性和低延遲性，能夠很好地滿足新一代航空航天電子系統的技術設計要求。
光纖通道
FC是由美國標準化委員會（ANSI）的X3T11小組于1988年提出的高速串行傳輸總線，解決了并行總線SCSI遇到的技術瓶頸，并在同一大的協議平臺框架下可以映射更多FC-4上層協議。FC具備通道和網絡雙重優勢，具備高帶寬、高可靠性、高穩定性，抵抗電磁干擾等優點，能夠提供非常穩定可靠的光纖連接，容易構建大型的數據傳輸和通信網絡，目前支持1x、2x、4x和8x的帶寬連接速率，隨著技術的不斷發展該帶寬還在不斷進行擴展，以滿足更高帶寬數據傳輸的技術性能要求。FC在航電上的應用主要包括：FC-AE、FC-AV（ARINC818）協議2個大的分支。
展開 技術 | 光通信的最新技術趨勢
上周，我參加了“2021中國光通信高質量發展論壇”，有一些收獲與思考。特此撰文，與大家分享。
▉ 光通信的發展現狀
1966年，華裔科學家高錕博士發表了那篇劃時代的經典論文——《光頻率介質纖維表面波導》，奠定了光纖通信的理論基礎，也開啟了偉大的光通信時代。
高錕（1933-2018）
如今，光纖通信已經走過了半個多世紀的發展歷程。它徹底改變了人類通信技術的發展軌跡，也改變了我們每一個人的生活。
我們現在之所以能夠享受高速且低價的網絡連接服務，很大程度上要歸功于光纖通信的貢獻。
光纖（光導纖維）
如今，光纖通信已然成為整個通信網絡的支柱和底座。全網超過98%以上的信息，都是通過光纖通信傳遞的。
《光纖通信55年的發展》，毛謙，中國信科
在產業方面，光通信作為承載網（傳送網）和數據中心的關鍵技術，支撐了規模龐大的產業鏈。根據研究機構的數據，2020年全球光通信下游市場收入規模達到1.4萬億元。
中國企業在光通信產業鏈中，占據較高的比例：
（數據僅供參考）《光纖通信55年的發展》
，毛謙，中國信科
面向未來的光通信，還有很大的發展空間。現網中的數據流量，正在按照每年30%~40%的速度增長。從整體來看，技術變革仍然跟不上業務流量的增長速度。
展開 技術 | CAN總線相關知識點歸納
概 述
CAN（Controller Area Network）即控制器局域網，是一種能夠實現分布式實時控制的串行通信網絡。
想到CAN就要想到德國的Bosch公司，因為CAN就是這個公司開發的（和Intel）
CAN有很多優秀的特點，使得它能夠被廣泛的應用。比如：傳輸速度最高到1Mbps，通信距離最遠到10km，無損位仲裁機制，多主結構。
近些年來，CAN控制器價格越來越低，很多MCU也集成了CAN控制器。現在每一輛汽車上都裝有CAN總線。
一個典型的CAN應用場景：
CAN總線標準
CAN總線標準只規定了物理層和數據鏈路層，需要用戶自定義應用層。不同的CAN標準僅物理層不同。
CAN收發器負責邏輯電平和物理信號之間的轉換。
將邏輯信號轉換成物理信號（差分電平），或者將物理信號轉換成邏輯電平。
CAN標準有兩個，即IOS11898和IOS11519，兩者差分電平特性不同。
高低電平幅度低，對應的傳輸速度快；
*雙絞線共模消除干擾，是因為電平同時變化，電壓差不變。
展開 無人機通信技術發展方向探析！
十二、易操作
集成化設計，操作按鍵直觀明了，接插件靈活搭配，使任何無相關技術背景的人在經過簡單培訓之后，能夠迅速掌握產品的操作，在很短時間內之內讓產品投入正常工作，從而提高其應變能力。
當前無人機通信技術優勢很明顯，但在實際應用中依然擺脫不了“距離”限制，“安全可靠、自主管控"也是技術研究的重點。
試想，在6G空天地一體化通信網絡環境下，無人機沒有“通信傳輸”和“高速移動”通信障礙，當前的無人機通信技術解決的關鍵技術問題會是什么？
無人駕駛、無人機以及各種智能機器人，都是通信網絡一根藤上不同的瓜，6G標準尚未確定背景下，實現萬物交互及落地平臺會是什么？假如有新一代通信交換IMS技術平臺可以實現無人駕駛、無人機以及各種智能機器人的接入管控，QOS保障的安全可靠性比當前無人機通信技術更先進，且滿足監管方對象識別調度指揮需要，類似英國海軍、美國海軍水下戰中心、英國國防科技實驗室（DSTL）正在開發的水面水下威脅的自主系統：一個戰術顯示界面，單個操作員可同時指控多個無人系統。其中通信技術部分就是赫赫有名的美國哈里斯負責開發實現。
<完>
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展開 從通信小白到技術大牛
《5G移動通信系統及關鍵技術》
推薦理由：根據移動通信技術的發展歷史和4G通信網絡所面臨的挑戰，引出5G的愿景與需求、5G的標準化、5G的性能要求，重點介紹了5G網絡的設計與規劃，從理論到實際，內容翔實豐富、圖文并茂、重點突出、層次分明。
量子保密通信應用與技術探討
開放型量子保密通信系統架構及共纖傳輸技術研究與實驗
[J]. 電信科學, 2018, 34(9):28-36.
[本文引用: 1]
[5]
中國信息通信研究院.
量子信息技術發展與應用研究報告(2021)
[R], 2021.
[本文引用: 1]
[6]
中國通信標準化協會.
量子保密通信組網關鍵技術研究:SR 318-2021
[R], 2021.
[本文引用: 1]
無人機通信技術發展方向探析！
十二、易操作
集成化設計，操作按鍵直觀明了，接插件靈活搭配，使任何無相關技術背景的人在經過簡單培訓之后，能夠迅速掌握產品的操作，在很短時間內之內讓產品投入正常工作，從而提高其應變能力。
當前無人機通信技術優勢很明顯，但在實際應用中依然擺脫不了“距離”限制，“安全可靠、自主管控"也是技術研究的重點。
試想，在6G空天地一體化通信網絡環境下，無人機沒有“通信傳輸”和“高速移動”通信障礙，當前的無人機通信技術解決的關鍵技術問題會是什么？
無人駕駛、無人機以及各種智能機器人，都是通信網絡一根藤上不同的瓜，6G標準尚未確定背景下，實現萬物交互及落地平臺會是什么？假如有新一代通信交換IMS技術平臺可以實現無人駕駛、無人機以及各種智能機器人的接入管控，QOS保障的安全可靠性比當前無人機通信技術更先進，且滿足監管方對象識別調度指揮需要，類似英國海軍、美國海軍水下戰中心、英國國防科技實驗室（DSTL）正在開發的水面水下威脅的自主系統：一個戰術顯示界面，單個操作員可同時指控多個無人系統。其中通信技術部分就是赫赫有名的美國哈里斯負責開發實現。
<完>
展開 高階自動駕駛系統的通信存儲技術
同時，在系統架構設計中采用串行器/解串器（SERDES）技術的高速串行接口來取代傳統的并行總線架構，可以減少布線沖突、降低開關噪聲、更低的功耗和封裝成本等。
總結
高階自動駕駛域控制器的工作處理能力不僅體現在對于提供大算力、高性能圖像處理芯片，更多也是依賴于內部片間通信網絡、存儲單元與外設總線傳輸、接口等設計。通信網絡設計講究網絡設計帶寬、速率、穩定性及避免通信沖突等問題。存儲單元則是要求存儲容量、穩定性等方面的需求。外圍接口則更多的關注接口適配性，與通信網絡總線的連接程度等問題。以上每一項對于真正涉及域控制器實體PCB版設計都是必須完全考慮的內容，本文從整體分析中給設計師在各傳輸、存儲等方面的硬件選型上提供了一定的參考。此外，如果更加細化，就會涉及實際的電阻、電容甚至布線規則等，本文就不再做細化。
展開 車輛內部通信安全技術與應用
來源 | IoVSecurity
