Шина передачи данных IE-Bus и AVC-LAN автомобилей Toyota

Современные автомобили Toyota как правило имеют 3 основные цифровые шины: CAN, BEAN и AVC LAN.

Шина CAN это стандартизированная ISO шина данных для транспортных средств и используется в основном для критических узлов, таких как система управления двигателем, система поддержки курсовой устойчивости, для диагностики автомобиля и т.д. Шина работает по витой паре с разветвлением на устройства. Дифференциальное напряжение 1.5-2.5 и 2.5-3.5 В. Скорость передачи данных составляет 500 кбит/с с длинной пакета данных от 1 до 8 байт.

BEAN используется для управления второстепенными системами, например кондиционер, различные индикаторы на панели приборов, т.е. системы не критичные по времени в отличие от оборудования управляемое по CAN шине. Шина BEAN работает по одному проводу, скорость передачи данных 10 кбит/с, размер пакета данных от 1-11 байт.

AVC LAN  – это шина обмена данными мультимедийных систем автомобиля (аудио, видео, навигационная система, аудио усилитель) и является частью системы Body Electrical System Control. AVC LAN считается подмножеством  стандарта IE-Bus(Electrical Interface Bus), разработанного фирмой NEC для автомобильной промышленности. Шина работает чуть быстрее чем BEAN, но медленнее чем CAN.

Топология сети на автомобилях Toyota, звезда. Все мультимедийные устройства подключаются к центральному головному устройству, которое управляет всеми.

Топология шины AVC LAN
Топология шины AVC LAN

AVC LAN работает со скоростью 17.8 кбит/с с длинной пакета данных 0-32 байта. подключение шины двух проводное по витой паре. Уровни напряжения шины в диапазоне от — 0.5 В до 6 В. Дифференциал напряжения используется для предоставления логики 1 и 0. Разница в 20 мВ представляет логическую 1, а разность напряжений 120 мВ или более, представляет логический 0. На концах шина терминируется резисторами 120 Ом, а каждое устройство на шине защищается резистором 180 Ом.

  • Логический 0 — (TX+)-(TX-) >= 120 мВ
  • Логическая 1 — (TX+)-(TX-) >= 20 мВ
Логика передачи бит AVC LAN
Логика передачи бит AVC LAN

Кодировка сигнала представляет собой импульсы с различными временными интервалами, всего протокол предусматривает 3 типа данных.

  • Стартовый бит — служит как указатель, устройствам на шине, начала передачи данных
  • Бит 0 — передача логического нуля
  • Бит 1 — передача логической единицы

Рассмотрим каждый из них более детально.

Стартовый бит:
Временная диаграмма стартового бита шины IE-Bus
Временная диаграмма стартового бита шины IE-Bus

Длительность положительного импульса может быть в пределах от 150 мкс до 171 мкс, соответственно и меняется длительность отрицательного. Длительность периода находиться в районе 193 us. Для начала измерения длительности всегда используется момент синхронизации от положительного фронта и измерение длительности положительного импульса. Логика определения начала передачи данных – если полученная длительность положительного импульса больше 150 мкс – то это начало передачи последовательности данных.

Бит 0:
Временная диаграмма бита 0 шины IE-Bus
Временная диаграмма бита 0 шины IE-Bus

Общая длительность в районе 39-40 мкс. Правила измерения те же, что и для преамбулы. Бит 0 в такой системе передачи данных является доминирующим. Он имеет приоритет при арбитраже на шине, это позволяет устройствам с меньшим адресом выигрывать арбитраж, т.е. они имеют больший приоритет в сети.

Бит 1:
Временная диаграмма бита 1 шины IE-Bus
Временная диаграмма бита 1 шины IE-Bus

Значение длительностей могут незначительно отличаться, так отрицательная длительность может быть 18-19 мкс. А полная длительность периода в районедо 40 мкс. Для декодирования можно использовать принцип если длительность положительного импульса больше 27 мкс значит получен “0”, если меньше “1”.

На картинке ниже представлен формат пакета данных шины IE-Bus.

Формат пакета данных шины IE-Bus.
Формат пакета данных шины IE-Bus.

Каждое устройство в сети IE-Bus имеет свой уникальный адрес. Одномоментно только одно устройство может передавать данные на шине.

Таблица  некоторых стандартных устройств и их адресов:

110 EMV 120 AVX 128 1DIN TV
140 AVN 144 G-BOOK 160 AUDIO H/U
178 NAVI 17C MONET 190 AUDIO H/U
1AC CAMERA-C 180 Rr-TV 1C0 Rr-CONT
1C2 TV-TUNER2 1C4 PANEL 1C6 G/W
1C8 FM-M-LCD 1D8 G/W for Trip 1EC Body
1F0 RADIO TUNER 1F1 XM 1F2 SIRIUS
230 TV-TUNER 240 CD-CH2 250 DVD-CH
280 CAMERA 360 CD-CH1 3A0 MD-CH
17D TEL 440 DSP-AMP 530 ETC
5C8 MAYDAY 1A0 DVD-P 1D6 CLOCK
1F4 RSA 1F6 RSE 480 AMP
1CC ST.WHEEL CTRL

На некоторых автомагнитолах, есть возможность узнать коды зарегистрированных на шине устройств, для этого необходимо на включённой магнитоле зажав одновременно кнопки 1 и 6, три раза нажать кнопку DISC, после чего кнопками TRACK можно пролистать список зарегистрированных на шине адресов.

Дополнительно, каждое устройство может иметь свои логические (внутренние) адреса устройств.

01 communication ctrl 58 navigation ECU 80 GPS receiver
21 SW 23 SW with name 25 command SW
12 communication 60 tuner 74 Audio amplifier
61 tape deck 62 CD 63 CD changer
34 front passenger monitor 24 SW converting 85 voice control
E5 Trip info 55 Bluetooth tel 56 information drawing
5D Climate ctrl drawing 5E Audio drawing 5F trip info drawing
28 beep dev in HU 29 beep via speakers E0 climate ctrl dev
5C camera
Рассмотрим пример передачи команды от устройства EMV к DSP-AMP, команда — воспроизвести короткий звуковой сигнал (Beep) на ведомом устройстве.
Пример команды AVC_LAN от устройства EMV к DSP-AMP
Пример команды AVC_LAN от устройства EMV к DSP-AMP
1 Стартовый бит
2 Команда устройству (не широковещательный пакет)
3 Адрес передающего устройства: EMV
4 Адрес получателя: DSP-AMP
5 control field — ЗАПИСЬ данных
6 Длинна данных: 5 байт
7 0x0 Когда устройство дает команду устройству, т.е. не широковещательный пакет
8 От логического устройства  Audio drawing
9 Логическому устройству beep via speakers
A Команда
B-.. Параметры команды (продолжительность сигнала от 1 до 4)
Список некоторых команд которые можно увидеть на шине:
broadcast (C) going to LAN check mode
0 160 FFF F 3 0 1 C
broadcast (C) back from LAN check mode
0 160 FFF F 3 12 1 0
broadcast (C) LAN restart
0 160 FFF F 3 12 1 1
broadcast (C) any device is use
0 160 FFF F 3 12 1 46
broadcast (C) xx=60,61,62,63… logic device ID in use
0 160 FFF F 4 12 1 45 xx
broadcast (C) xx=frequency, yy=0 — radio is oFF, yy=1 — radio is ON
0 160 1FF F D 60 31 F1 yy yy 81 xx xx xx 81 0 80 0
broadcast (C) AF+REG enable
0 160 1FF F D 60 31 F1 1 1 81 0 1 1 81 10 80 0
broadcast (C) VOLUME vv=0-FF
0 160 1FF F F 74 31 F1 90 vv 10 10 10 10 10 0 0 0 3 0
broadcast (C) BASS bb=0B-15 : 0B=-5, 10=0, 15=+5
0 160 1FF F F 74 31 F1 90 vv 10 10 bb 10 10 0 0 0 3 0
broadcast (C) TREB tt=0B-15 : 0B=-5, 10=0, 15=+5
0 160 1FF F F 74 31 F1 90 vv 10 10 10 10 tt 0 0 0 3 0
broadcast (C) FADE ff=0B-15 : 0B=F5, 10=0, 15=R5
0 160 1FF F F 74 31 F1 90 vv 10 ff 10 10 10 0 0 0 3 0
broadcast (C) BALANCE bb=09-17 : 09=Left7, 10=0, 17=Right7
0 160 1FF F F 74 31 F1 90 vv bb 10 10 10 10 0 0 0 3 0
broadcast (C) TAPE IN
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 4 0 0
broadcast (C) TAPE PLAY
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 84 0 0
broadcast (C) DOLBY ON
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 84 0 2
broadcast (C) SKIP
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 84 40 0
broadcast (C) REVERSE
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 89 0 0
broadcast (C) FAST FORWARD
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 88 0 0
broadcast (C) REPEAT
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 84 10 0
broadcast (C) RANDOM
0 160 1FF F 7 61 31 F1 1 4 10 0
broadcast (C) TAPE EJECT
0 160 1FF F 7 61 31 F1 0 3 0 0
broadcast (C) NO TAPE
0 160 1FF F 7 61 31 F1 0 0 0 0
broadcast (C) TAPE DECK not ready (??)
0 160 1FF F 4 61 31 9F 0
broadcast (C) internal CD Player not ready (??)
0 160 1FF F B 62 31 F1 0 0 0 0 0 0 0 0
device-to-device (P) request to play Beep tt=1-?? duration
1 110 440 F 5 0 5E 29 60 dd
device-to-device (P) press on screen xx,yy — position xx=0-FF, yy=0-FF
1 110 178 F 8 0 21 24 78 xx yy xx yy
device-to-device (P) BALANCE slide d-direction d=9C up, d=9D down, r=1-4 relative pos.
1 190 440 F 5 0 25 74 d r
device-to-device (P) BALANCE bb=9-17
1 190 440 F 5 0 25 74 91 bb
device-to-device (P) FADE ff=9-17
1 190 440 F 5 0 25 74 92 ff
device-to-device (P) BASS bb=B-15
1 190 440 F 5 0 25 74 93 bb
device-to-device (P) MID mm=B-15
1 190 440 F 5 0 25 74 94 mm
broadcast (C) CD status: ss=10-play, ss=80-load, ss=01-open, ss=02=err1, ss=03-wait
dd-disc no, tt-track no, mm-play time min., ee-play time sec
pp=0-normal, pp=2-disc rand, pp=4-rand,pp=8-disc rep.,pp=10-rep.,pp=20-disc scan, pp=40-scan
1 360 1FF F B 63 31 F1 01 ss dd tt mm ee pp 80

Для подключения к шине используются специализированные микросхемы, драйверы шины. Например микросхема HA12240FP (маркировка на микросхеме A2240, CA0008, CA0013) , µPD6708, uPD72042 .

Драйвер шины IE-Bus микросхема HA12240FP
Драйвер шины IE-Bus микросхема HA12240FP
Драйвер шины IE-Bus микросхема HA12240FP
Драйвер шины IE-Bus микросхема HA12240FP
Скачать: Даташит на микросхему HA12240
Скачано: 2, размер: 162.0 KB, дата: 03.Дек.2018

Отправить ответ

avatar