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安全氣囊系統中專(zhuān)用總線(xiàn)解決方案--DSI BUS
作者：
時(shí)間：2013-02-27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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安全系統在汽車(chē)中越來(lái)越受人關(guān)注，安全氣囊系統作為一種被動(dòng)保護裝置也是發(fā)展迅速，目前國內多數新車(chē)型都有安全氣囊系統，而且整個(gè)系統中氣囊的數目也越來(lái)越多，結構越來(lái)越復雜。安全氣囊基本原理是在汽車(chē)碰撞中，通過(guò)傳感器檢測到碰撞信號后，使氣體迅速膨脹，氣囊會(huì )像軟枕頭一樣在碰撞中起到緩沖作，保護乘客的身體。安全氣囊最早是被應用在飛機上，在八十年代，第一個(gè)商用的安全氣囊出現在了汽車(chē)上。經(jīng)統計表明，在正面碰撞中，安全氣囊可以降低30%的死亡率。
經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，一些中高端汽車(chē)中安全氣囊已經(jīng)遠遠不止駕駛員和副駕駛雙氣囊以及相應位置的安全帶預緊裝置，側氣囊，后排乘客氣囊，膝部氣囊，簾式氣囊等等，通常會(huì )有八氣囊、十二氣囊甚至更多；氣囊系統的功能也越來(lái)越復雜，常見(jiàn)的有如發(fā)現駕駛員未系安全帶或前排副駕駛座位上有乘客，而乘客并未系安全帶，則發(fā)出提醒；一般的功能還有占位檢測，即通過(guò)傳感器判斷某個(gè)座位上是否有乘客，當發(fā)生碰撞時(shí)，無(wú)乘客的座位相應的氣囊則不會(huì )彈出；有些氣囊系統甚至能通過(guò)測量座位上乘客體重來(lái)相應調整氣囊彈出的壓力，為乘客提供更好的保護；同樣，氣囊的彈出算法也是越來(lái)越復雜，依據碰撞的類(lèi)型會(huì )有不同的氣囊彈出，而且彈出時(shí)間也不同。這些不同的碰撞可能是正面碰撞，側面碰撞或角碰撞甚至翻滾。當然感應這些不同的碰撞需要不同方向的、位于不同位置的加速度傳感器或壓力傳感器，將來(lái)可能還會(huì )用轉角傳感器來(lái)采集信號，然后通過(guò)ECU(電控單元)計算判斷后彈開(kāi)相應的氣囊。系統功能越來(lái)越復雜，這使得整個(gè)系統的傳感器數量變得可觀(guān)，這些傳感器分布在汽車(chē)的四周，根據傳感器和ECU連接的不同的方式，主要分為集中式控制架構和分布式控制架構。
系統控制架構
集中式控制架構是指分布在車(chē)身四周的傳感器和ECU采用點(diǎn)對點(diǎn)連接(如圖1)，這種結構非常適合中低復雜程度的氣囊系統，ECU直接連接遠端的傳感器，成本較低,，元器件個(gè)數較少，供電簡(jiǎn)單，程序控制起來(lái)也較容易。但對于較復雜系統來(lái)說(shuō)，這種結構會(huì )帶來(lái)傳感器接口復雜，布線(xiàn)成本增加，無(wú)法擴展等問(wèn)題。分布式控制架構是指通過(guò)專(zhuān)用總線(xiàn)將周邊傳感器連接起來(lái)(如圖2)，它的優(yōu)點(diǎn)是：對于一個(gè)較復雜系統，可以減少布線(xiàn)，更改系統只需要改變節點(diǎn)的配置和數量，方便擴展。例如：通過(guò)一條總線(xiàn)將2個(gè)傳感器串起來(lái)工作，而增加成3個(gè)傳感器僅需在總線(xiàn)上多串一個(gè)節點(diǎn)，這使系統構建和變更起來(lái)更加靈活。同時(shí)也有不少開(kāi)放的總線(xiàn)協(xié)議和集成芯片支持這種結構如：PSI5、DSI BUS等，這使使用起來(lái)很方便。 
圖1：安全氣囊集中式控制架構
圖2：安全氣囊分布式控制架構
不同安全氣囊系統中，可能會(huì )有很多種不同器件被連在網(wǎng)絡(luò )中，有時(shí)，這些器件可能是由供應商直接提供給車(chē)廠(chǎng)進(jìn)行安裝的。因此，上電時(shí)，系統自動(dòng)給網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)分配地址的功能會(huì )有效降低氣囊安裝成本；而且，要通過(guò)簡(jiǎn)單的方法就可識別遠程的器件，這些器件需是智能的和可編程的；同時(shí)，安全氣囊系統對可靠性要求很高，當線(xiàn)束短路，開(kāi)路以及信號傳輸錯誤等出現時(shí)，系統要求不能被損壞或完全癱瘓；并且系統需具有故障自檢功能，并有良好的EMC特性，`DSI BUS(Distributed System Interface BUS)，其2.0版本又被稱(chēng)為DBUS，是由天合(TRW)公司和飛思卡爾公司共同建立，作為一種針對于安全氣囊系統開(kāi)發(fā)的公開(kāi)的總線(xiàn)協(xié)議，目前，已經(jīng)被許多車(chē)廠(chǎng)和零部件供應商采用。它只需兩根線(xiàn)就可實(shí)現較低成本，高可靠性，適合的通訊速度(最高可達到150Kbps)，這而且兩根通訊線(xiàn)在總線(xiàn)空閑時(shí)還為Slave節點(diǎn)提供供電，并且Slave節點(diǎn)無(wú)需振蕩器為通訊提供時(shí)鐘。當系統以菊花鏈方式或并聯(lián)方式連接，DSI BUS既實(shí)現了分布式控制安全氣囊系統，當DSI BUS每通道只連接一個(gè)結點(diǎn)，也可用于實(shí)現集中式控制安全氣囊結構。
在DSI BUS中，通過(guò)循環(huán)冗余校驗(CRC)和遠程自我診斷保證了系統的高可靠性。由于主節點(diǎn)發(fā)出命令，傳遞總線(xiàn)能量，從節點(diǎn)命令響應都在同一時(shí)間完成，這樣就在一定的通訊速度下，實(shí)現了高信號密度。 
圖3：DSI BUS連接方式
DSI BUS的物理層
整個(gè)網(wǎng)絡(luò )為兩線(xiàn)制，Slave節點(diǎn)和總線(xiàn)可以用菊花鏈或并聯(lián)方式相聯(lián)。當Slave節點(diǎn)以菊花鏈形式連接，總線(xiàn)上電時(shí)需逐一配置Slave地址。如以并聯(lián)方式連接，Slave節點(diǎn)則需要事先配置好地址再與總線(xiàn)相連。每個(gè)DSI BUS最多可以接15個(gè)Slave節點(diǎn)，當整個(gè)系統較復雜時(shí)可使用多條DSI BUS總線(xiàn)。
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