现代汽车核心技术-CAN总线应用层协议标准SAE J1939

以及国内著名的汽车设计厂商，经过两年多的设计开发，实现了基于单芯片的J1939 网关芯片em2003系列产品。

em2003可用于汽车数字化仪表，汽车J1939网关，汽车多功能电控的核心单元，并通过了严格的可靠性测试和实际产品化验证，已投入批量生产。

em2003的各项指标已达到了国际先进水平，除支持SAE J1939固件外，还可支持SAE 1587，ISO9141标准，实现对汽车仪表的控制驱动。在国内是唯一实现了对汽车全液晶数字仪表的控制，步进马达指针仪表的控制及多功能车载传感器信息运行参数的网络计算信息平台。通过了与美国、德国、意大利 J1939 发动机的互连测试，取得了国际化的通行证。

目前，SAE J1939的技术规范及软硬件开发测试平台已由中国单片机公共实验室完成引进消化和部分技术的国产化工作，并对国内数十家汽车厂商的控制计算平台提供技术支持和解决方案及顾问服务。如附图所示：

图：J1939网络与LIN网络仿真测试平台

该系统由11个网络节点组成，以J1939网络为骨干，集成了现代汽车技术的网络精华。包括LINbus，GPRS/GSM（无线TCP/IP网），Bluetooth（蓝牙），USB，及嵌入式以太网等最新技术。汽车的动力部分单元是通过嵌入式硬件数字仿真技术实现的。各单元的简介如下：

（1）发动机ECM仿真单元：(节点1)
实现（实际）发动机的总线仿真功能，产生发动机10~20种电控时实参数，模拟汽车发动机的实际运行状态。适合汽车EMC要求。
（2）NMT/车身电控制单元（节点2）
可实现J1939/81规定的网络管理功能和诊断纪录功能，发出报警控制信息，并有16个光电隔离输出接口（50V/500mA）和8个数字信号（传感器）输入接口及4个模拟传感器接口，控制功能可现场编程修改。适合多种汽车EMC开发要求。
（3）缓速器仿真单元：（节点3）
可根据汽车运行状态和车速控制电磁缓速器的驱动接口。
（4）ABS仿真单元：（节点4）
根据汽车网络综合参数控制ABS制动力和启动时间。
（5）AMT仿真单元：（节点5）
根据设计参数可仿真实现变速箱与发动机ECM的通讯。
（6）非对称网桥（节点6）
可实现高速网（动力系统）和低速网（仪表信息电气控制系统）的流量不对称桥接从而保证，总线负载率的安全和电气安全。
（7）LIN BUS 网关（节点7）
实现LIN-BUS传感器、电气控制系统和CAN-BUS系统的互联。并遵从J1939协议。
（8）J1939MFM（节点8）
J1939多功能汽车综合参数仪表（汽车信息中心），可实现14种汽车运行参数的实时显示（中文LCD），可编程300~5000Km历史车况记录并具备故障报警信息显示功能。适合汽车EMC要求。
（9）J1939汽车仪表（节点9）
实现J1939总线式汽车仪表。可适配多种国产或进口汽车仪表总成。
（10）J1939转以太网/USB（网关节点10）
可实现以太网或USB接口与通用计算机连接进入J1939网络,对总线负载率进行统计分析,开放API接口。
（11）J1939运行实时参数记录（节点11）
接入J1939网络可记录20万条运行参数，用于实时分析各ECU单元的运行情况，亦可在实际运行的汽车中测试运行参数，并通过GMS/GPRS网络接入Internet网络服务器。抗电子干扰能力很强，适合汽车EMC要求。

上述系统中的这些节点单元可组成较完善的网络测试环境，大多数单元已实现产品化。并适合汽车EMC要求。因而可与实际的汽车电子产品互换连接。以此为基础可组成汽车电子总线技术电控单元仿真测试平台。配备专业测试仪器后可组建CAN-BUS实验室，该系统具有标准化和可扩展性的特点。

北京英贝多公司通过与德国Phytec、IXXAT等公司的合作，以达到国际水平的硬件ECU为核心，开发并集成了J1939网络系统仿真平台V1.0版本。

该网络系统按照J1939的物理层、链路层和网络层规定在12个节点下（总线负载率最大为30%条件下）连续工作已超过10000小时。并按照J1939/71车辆应用层标准完成了对MFM/J1939多功能网关产品化测试及总线型数字汽车仪表的测试。

三、技术展望

现代汽车是一个智能化网络计算平台。汽车网络贯穿整车的每个单元即控制系统、信息系统、驾驶系统和传感执行系统均由控制局域网CAN-BUS互连，掌握应用层网络标准并开发嵌入式软件是关键技术。

将车内的控制网络与信息网络如故障信息检测系统，车况自动纪录系统，实时驾驶信息显示系统（智能化数字仪表）与嵌入式因特网互连（支持IPv4及IPv6）,使每个汽车有一个Web网页，将会是今后汽车计算平台的关键核心技术。