2014款寶馬五系中央網(wǎng)關(guān)模塊詳解

陳益鋒

一、中央網(wǎng)關(guān)模塊的結(jié)構(gòu)

二、中央網(wǎng)關(guān)模塊的功能

中央網(wǎng)關(guān)模塊將主總線相互連接，例如連接FlexRay、MOST或K-CAN，中央網(wǎng)關(guān)模塊的網(wǎng)關(guān)功能是實(shí)現(xiàn)了不同總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，如果通過D-CAN（診斷CAN）連接了診斷系統(tǒng)，則中央網(wǎng)關(guān)模塊將診斷系統(tǒng)的查詢傳遞給內(nèi)部總線。反饋電碼以相反的方向流經(jīng)該過程。該中央網(wǎng)關(guān)模塊不再將所有存在的主總線相互連接，連接哪條主總線取決于年款和車輛裝備。

1.同步器功能

聯(lián)網(wǎng)的控制單元中實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的同步執(zhí)行需要有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)基，所以必須通過總線進(jìn)行時(shí)間匹配。初始階段，ZGM、DSC、ICM和DME/DDE起到同步節(jié)點(diǎn)的作用。為了保證FlexRay無故障同步，至少需要2個(gè)控制單元與ZGM進(jìn)行通信。例如，如果DSC失靈，便可以將ICM和DME/DDE的總線導(dǎo)線。

2.車輛配置管理

在中央網(wǎng)關(guān)模塊中集成了一項(xiàng)用于車輛配置的系統(tǒng)功能。該功能的主要任務(wù)是將特定數(shù)據(jù)例如車輛任務(wù)、車輛配置、整合等級(jí)集中存儲(chǔ)在車輛中。車輛任務(wù)和整合等級(jí)還要在CAS控制單元中進(jìn)行存儲(chǔ)。這樣在中央網(wǎng)關(guān)模塊更換后恢復(fù)信息。根據(jù)診斷系統(tǒng)或車輛內(nèi)部系統(tǒng)的功能請(qǐng)求，可通過診斷命令調(diào)用存儲(chǔ)在車輛配置中的信息。

3.中央故障代碼存儲(chǔ)器

除了各個(gè)控制單元的本地故障代碼存儲(chǔ)器，該子功能的任務(wù)是中央存儲(chǔ)檢查控制信息。所以中央網(wǎng)關(guān)模塊就是診斷主控單元。

4.車輛狀態(tài)管理

車輛狀態(tài)管理描述了通信車載網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)和關(guān)閉，除了對(duì)所有控制單元有約束性的請(qǐng)求，還定義了級(jí)聯(lián)即同時(shí)啟動(dòng)和關(guān)閉車載網(wǎng)絡(luò)中的所有總線，還有可以喚醒和休眠存儲(chǔ)器。

5.激活以太網(wǎng)入口

一般情況下以太網(wǎng)入口是停用的，在每次使用前必須將入口激活。激活時(shí)插上ICOM A口，連接激活導(dǎo)線（線腳8）與總線端K1.30B（線腳16）連接，因此激活以太網(wǎng)入口。以太網(wǎng)中的每個(gè)通話雙方包含了世界范圍唯一分配的識(shí)別號(hào)碼，MAC地址。通過該MAC地址，網(wǎng)絡(luò)中的通話雙方可進(jìn)行唯一識(shí)別。車輛的MAC地址位于ZGM中并且無法修改。底盤號(hào)碼可以識(shí)別BMW編程系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的車輛。在同車輛進(jìn)行通信之前，必須確?；贗P的網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備包含有一個(gè)邏輯識(shí)別號(hào)，即IP地址。IP地址在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中只能是唯一的并能分配為動(dòng)態(tài)或靜態(tài)狀態(tài)。通過以太網(wǎng)激活鏈接并建立物理連接后，中央網(wǎng)關(guān)模塊從ICOM A被分配到一個(gè)IP地址。通過一個(gè)特殊方式，即所有的“車輛身份識(shí)別”，可在診斷系統(tǒng)或編程系統(tǒng)和ZGM之間進(jìn)行IP地址、底盤號(hào)碼和MAC地址交換。修理廠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的車輛從而能

進(jìn)行唯一識(shí)別并能建立通信連接。網(wǎng)絡(luò)中IP地址的功能類似于電話網(wǎng)中的電話號(hào)碼。該IP地址可通過DHCP進(jìn)行分配。這是一種自動(dòng)將IP地址分配到網(wǎng)絡(luò)中新終端設(shè)備的方法。

6.診斷系統(tǒng)連接

以太網(wǎng)只有在診斷插頭插入的情況下才能激活。診斷插頭中的線腳Pin8和線腳Pin16之間有一個(gè)電橋。電橋轉(zhuǎn)換中央網(wǎng)關(guān)模塊中的以太網(wǎng)控制器的供電壓。

7.終端電阻

在該總線驅(qū)動(dòng)器上連接有FLexRay控制單元為了避免在FlexRay出現(xiàn)反射，在數(shù)據(jù)導(dǎo)線的兩端使用了終端電阻。當(dāng)在總線驅(qū)動(dòng)器上只連接了一個(gè)控制單元時(shí)，則在總線驅(qū)動(dòng)器和控制單元的端口上各使用了一個(gè)終端電阻。K-CAN2內(nèi)的終端電阻位于中央網(wǎng)關(guān)模塊和接線盒電子裝置中。D-CAN的終端電阻位于中央網(wǎng)關(guān)模塊和診斷插頭中（電線束側(cè)）。

8.MOST環(huán)形結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)配置

MOST環(huán)形結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)配置保存在主機(jī)和中央網(wǎng)關(guān)模塊內(nèi)。如果要加裝一個(gè)控制單元或更新中央網(wǎng)關(guān)模塊/汽車信息計(jì)算機(jī)，必須重新儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)配置?？墒褂镁幊踢M(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)配置。在環(huán)形結(jié)構(gòu)斷裂時(shí)，可以通過標(biāo)準(zhǔn)配置發(fā)現(xiàn)哪些控制單元之間有斷路。

每個(gè)MOST控制單元都可以發(fā)送多媒體傳輸系統(tǒng)總線中的數(shù)據(jù)。僅中央網(wǎng)關(guān)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)MOST總線和其他總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。此時(shí)，主機(jī)起到主控單元的作用。

三、小結(jié)

本文主要以2014款5系寶馬為例，介紹中央網(wǎng)關(guān)模塊。該車為新技術(shù)車型，尤其是車載網(wǎng)絡(luò)，蘊(yùn)含了很多其他車輛無法比擬的新技術(shù)。所以了解該車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)我們進(jìn)行車載網(wǎng)絡(luò)維修與研究都有很重要的意義。本文主要從結(jié)構(gòu)和功能方面來說詳細(xì)介紹中央網(wǎng)關(guān)模塊。（注：車型：5系/F18/四門車/530Li/N52/自動(dòng)變速箱/CHN/左座駕駕駛型/2014/01）