過去的20年里,CAN總線協(xié)議業(yè)已成為汽車工業(yè)的核心通信技術(shù),這是一個具有高可靠性和魯棒性的協(xié)議,但它最大傳輸波特率只有1MBps,對于今天的應(yīng)用而言顯然太慢了.因為這一限制,很多重要的信息仍需通過機械方案來傳遞-不僅昂貴并且缺乏智能性.為了能夠用一種合適的方法來改善這一成熟技術(shù),人們投入很多努力到眾所周知的實時以太網(wǎng)技術(shù)上,目的在于尋找一種更為適用于學生方程式賽車的協(xié)議.結(jié)果就在POWERLINK,一個主從通信方案,它能夠在汽車內(nèi)部實時處理各個獨立的從站間的信息交換。

　　學生方程式(Formula Student)

　　學生方程式是一個由學生設(shè)計和生產(chǎn)的單座賽車比賽，已經(jīng)有超過10年的歷史了,這一個競賽每年在全球舉行,學生相互競爭-不僅在賽車道上,也在相關(guān)設(shè)計和市場上,并由一個專家組進行評估.不同團隊競爭于不同的產(chǎn)品類。在這種方式中,,嚴重的設(shè)計缺陷必須在生產(chǎn)之前由基礎(chǔ)的概念設(shè)計發(fā)現(xiàn).最初,主要集中在機械上,今天,為了在競爭中取得領(lǐng)先地位,電氣扮演更為重要的角色.

　　丹麥南方大學的學生方程式

　　在丹麥南方大學,Formula Student項目始建立于2006年,現(xiàn)在,這個團隊由機械和電氣學生構(gòu)成.機械工程師的工作在于構(gòu)建一個架構(gòu),包括汽車的操控和懸掛系統(tǒng),而電氣工程師則聚焦在電氣單元.總的思路是創(chuàng)造一個分布式架構(gòu)來使得能夠在汽車內(nèi)部廣泛使用,極端的應(yīng)用是使用獨立的節(jié)點控制每個氣缸,協(xié)調(diào)各個減速箱在各個節(jié)點需要一個高速響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。

POWERLINK在賽車中的網(wǎng)絡(luò)布局

　　汽車電子新理念

　　傳統(tǒng)且被良好驗證過的CAN總線是一個汽車工業(yè)的標準?，F(xiàn)代技術(shù)對于波特率和同步性的需求導(dǎo)致了以太網(wǎng)技術(shù)的實時協(xié)議的研發(fā),POWERLINK建立在適應(yīng)于汽車的分布式網(wǎng)絡(luò),一個主要的優(yōu)勢在于使用了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的物理層芯片,這使得它無需特殊的硬件來開發(fā).它允許更新升級的以太網(wǎng)技術(shù)得以應(yīng)用,項目經(jīng)理Karsten Holm Andersen說道。

　　POWERLINK也提供了更為靈活的應(yīng)用拆分,使得應(yīng)用可以被拆分到任意數(shù)量節(jié)點的同時仍然能夠保持實時數(shù)據(jù)的交換,對象字典提供了各個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換定義接口,這也定義了POWERLINK標準.

　　同樣,POWERLINK節(jié)點的規(guī)模也是也是一個關(guān)鍵參數(shù),因為節(jié)點需要適應(yīng)汽車的各個地方,這對于保持最小接線至關(guān)重要重要。

　　方案如何實現(xiàn)

　　一年里,學生們開發(fā)了減速箱和離合器,發(fā)動機控制單元、儀表盤和數(shù)據(jù)記錄器,并且通過POWERLINK來連接這幾個單元,賽車的POWERLINK接口被設(shè)計為一個可以極為靈活通信的平臺.POWERLINK方案在FPGA上實現(xiàn),部分運行在Plain Logic和軟核處理器上.FPGA是非常適合于像這樣的應(yīng)用，因為它的速度和性能.用戶應(yīng)用也可以運行在同一FPGA的第二軟核處理器上,或者在FPGA外的微處理器上,另一個FPGA或者甚至在一個PC上,一個額外的HUB可以集成在電路里允許最高可能的接線靈活性。

POWERLINK一個主和兩個從站確保了在汽車內(nèi)部的實時通信

　　SDU海盜賽車團隊

　　2009年7月,SDU海盜賽車團隊使用一個賽車參加了兩次比賽,今年海盜隊完成了第60個地方,他們贏得了”在汽車領(lǐng)域最具創(chuàng)新的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用”這一個獎項。