摘要：人们对汽车的功能要求越来越多，对车的操作舒适性也越来越高，其结果就是车上采用的电子部件越来越多。由于电子控制单元越来越多，各个控制单元之间的数据传递就要求采用新的传送通道，各种数据总线系统得到广泛应用。本文介绍光纤数据总线（MOST总线）在奥迪车上的使用情况和谈谈其故障诊断方法。
关键词： 汽车电子;MOST;网络；传输速率
奥迪汽车网络发展史上最早采用的是一种叫LIN-总线局域互联网。LIN是Local Interconnect Network的缩写（局域互联网），表示所以的控制单元都装在一个有限的空间内，所以它也被称为“局域子系统”。一个LIN总线控制单元最多只能与十六个LIN从控制单元进行数据交换，并且传递速率最高只为20Kbt/s,无法满足汽车电子系统的需求。这时候CAN总线在汽车上得到了广泛的应用，CAN是Controller Area Ntwork的缩写（局域网络控制），CAN总线分为三个总线系统。CAN-驱动总线传递速率为500 Kbt/s，CAN-舒适总线传递速率为100 Kbt/s，CAN-信息娱乐总线传递速率为100 Kbt/s，这三种不同的总线靠一个网关控制单元连接起来，使大量的数据在不同的总线之间相互传递。CAN总线的最大传递速率为1Mbt/s，而视频和音频的传输速率达数Mbt/s，如带有立体声的数字式电视信号就需要约6Mbt/s的传输速率。这时候MOST光纤数据总线就首次出现在了AUDI A8 03款车上，随后奥迪新产的所有型号的车上都采用上了MOST总线。
一．MOST总线光纤传输的特点
MOST总线是Media Oriented Systems Transport的缩写，从名字上可以看出它是一种用于多媒体数据传输的网络系统。 MOST总线基于环形拓扑，采用光学点对点的传输技术，从而允许共享多个发送和接收器的数据。解决了众所周知的传统模式错综复杂的布线、繁琐的连接器、陈旧的控制以及厚重的铜线等不能满足现代汽车外围设备需要的这些矛盾。
塑料光纤传输技术具有以下优点：
1．传输速率高。MOST总线采用光纤在传输数据时，相关部件的数据交换是于数字方式来进行的（以前的音频和视频信号只能作为模拟信号来传送），其传输速率可达21.2Mbt/s。MOST总线传输速率明显高于CAN总线系统1 Mbt/s的最高传输速率，因此CAN总线系统只能够用力传输控制信号。
2．抗电磁干扰能力强。MOST总线传输信号时，是于光信号进行的。与无线电波相比，光波的波长更短，因此她不会产生电磁干扰，同时对电磁干扰也不敏感。
3．重量轻，占用空间小，成本低。MOST总线光纤是采用有机玻璃制成的相对于金属导线来说，在提供相同频宽时，能减轻约4.5千克的重量和节省约250米长的线束，这样就减轻了汽车的重量，节约了空间，降低了成本，同时扩展了功能。
二．MOST总线的网络结构
（图1 奥迪MOST总线环型结构图）
MOST总线采用的是环型的网络结构（如图1），控制单元通过光导纤维烟环形方向将数据发送到下一个控制单元，直至首先发出的控制单元又接收到这些数据为止，这样就形成了一个封闭环。根据汽车配置的不同，上图的控制单元数量也不同。
1．光导纤维。光导纤维的任务是将某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一个控制单元的接收器。
光导纤维应具有如下特点：
1）光波在光导纤维中传送时的衰减应很小，因为汽车上发射器和接收器之间的距离可能达数米。
2）光波是直线传播的，且不可弯曲，但光波应能通过弯曲的光导纤维来传送。
3）光导纤维应是柔性的，在光导纤维安装和震动中不能被损坏。
4）在-40℃-85℃的温度范围内，光导纤维应能保证功能，适应车内的各种温度变化。
光导纤维的结构（如图2）
（图2光导纤维的结构）
光导纤维由纤芯，反射涂层，黑色包层和彩色包层组成。纤芯是光导纤维的核心部分，它是用有机玻璃制成的光导线，根据全反射的原理进行几乎无损失的传导。透光的反射涂层是用氟聚合物制成，它的包在纤芯周围，对全反射起到关键的作用。黑色包层是由尼龙制成，它用来防止外部光的照射。彩色包层起到识别，保护及隔热的作用。
2．MOST总线控制单元部件。MOST总线控制单元部件的结构（如图3），它由光导插头，内部供电装置，电气插头，专用部件，标准微控制器，MOST-收发机，收发单元-光导发射器等组成。
（图3 控制单元的结构）
1）光导插头和电气插头。光导插头有一进一出两条光纤组成，光信号通过这个插头进入控制单元，或产生的光信号传往下一个总线用户。电气插头主要用于供电，环断裂自诊断以及输入/输出信号。
2）收发单元-光导发射器。收发单元-光导发射器由一个光电二极管和一个发光二极管组成。光电二极管把光信号转换成电信号后传至MOST-收发机，发光二极管的作用是把MOST-收发机的电信号再转换成光信号。
3）MOST-收发机。MOST-收发机由发射机和接收机两个部分组成，发射机将要发送的信号作为电压信号传至光导发射器，接收机接收到该信号后将所需的数据传至控制单元内的“标准微控制器”，而其他不需要的信息将原封不动发至下一个控制单元。
4）标准微控制器和专用部件。标准微控制器是控制单元的核心部分，它的内部有个微处理器，用于操纵控制单元的所有基本功能。专用部件用于控制某些专用功能，如CD播放机和收音机调谐器。
三．MOST总线的工作原理
MOST总线基于环形拓扑，从而允许共享多个发送和接收器的数据。在光纤环路系统中，信息显示控制单元J523、数据总线诊断接口(网关)J533、电话控制单元R36、导航控制单元J104、电视调谐器R78、收音机控制单元R、音响控制单元J525及换碟机R41通过光纤组成一个封闭的环形结构(图1)，各控制单元通过光纤(LWL)以相同的方向在环路中发送数据到相邻的下一个控制单元。在每个控制单元中，各有1个光纤导体(FOT发射单元)来负责光波的传递（如图4）。它是由1个光电二极管和1个发光二极管组成。到达的光波信号由光电二极管转化为电压信号，并继续传输给传输接收机。发光二极管的任务是将MOST-BUS传输接收机的电压信号转化为光纤信号，产生波长为650 nm的红色光波。数据将通过光波的调制来传输，经调制后的光线接着将通过光波导体被导向下一个控制单元。
（图4 发射与接收单元） （图5 光波传送图）
光波沿光导纤维的传输过程中，只有一部分是沿直线传输的，绝大部分是按全反射原理在纤芯表面以之字形曲线传送的（如图五）。当一束光以小角度照射到折射率高的材料（纤芯）和折射率低的材料（涂层）之间的界面时，光束就会在纤芯的内部被完全的反射。这种全反射效应取决于从内部照射到界面的光波角度，如果角度过陡，也就是光导纤维弯曲或弯折过度时，光波就会离开纤芯从而造成很大的损失。所以，光导纤维的曲率半径不可小于25mm。
MOST传输协议由分成帧的数据块组成。每一帧包含流数据、分组数据和控制数据结构如（图6）。一个信息帧的大小为64字节，可分成起始区，分界区，数据区，状态区和两个校验字节。数据区可分为同步数据和异步数据两种类型如（图7）。声音和视频作为同步数据在24-60个字节之间，具有优先权进行传递；图片，用于计算的信息及文字作为异步数据于4个字节为一个数据包被记录并发射到接受器上。
（图6 信息帧结构）
（图7 同步和异步数据 ）
四．故障实例分析
故障现象：一辆06款奥迪A6L2.4CVT轿车,里程表显示行驶了2.5万公里。车主反映：车辆在下雨打雷的时候，MMI系统闪了两下后变成黑屏无法工作了，车主认为是被雷击坏了。
故障诊断与排除：接车后，试车，发现和车主反映的现象是一样的，MMI系统完全没有任何反映，但在车内系统一般不会被雷电击中的，怀疑是MOST系统中断路引起的故障，于是本着由简单到复杂的原则进行了如下检查：
1．连接故障诊断仪VAS5052对该车网关安装列表进行故障诊断，在网关的安装列表中显示与光纤环路相连接的各个控制单元无法达到(图8)。19数据总线的诊断接口即网关J533控制单元中有光纤环路断路的故障记录。根据该车光纤系统(MOST-BUS 媒体系统数据交换总线)的结构可知，如果系统无法开机说明光纤系统中的个别控制单元无法正常工作，或各控制单元间的光纤出现了断路、破损等情况，使光纤环路不能形成回路。
（图8 网关安装列表故障显示）
2．通过学习自学手册进行分析，如果数据传输在MOST-BUS中的一点断开，因其环形结构我们便把它叫做环路断开。环路断开的后果有：①声音和图像给出的中断；②通过多媒体操作单元的操作和设置的中断；③在故障诊断管理器故障存储器中记录光纤数据总线中断的故障存储 。环路断开的原因可能是：①光波导体中断；②发射或接收器控制单元电源故障；③发射或接收器控制单元故障。要确定环路断开的位置就必须实施环路断开故障诊断。
3．使用VAS5052对该车进行环路中断诊断导线的测量程序，考虑到维修便利性的原则，我们先从行李舱的左后衬板内断开音响控制单元J525(图9)，测量其电器插头上的环路中断诊断导线的电压，发现环路中断诊断导线与搭铁线之间的电压为5V，其标准值就是5 V。
（图9 音响控制单元J525）
4．若MOST-BUS中某个控制单元内有电器故障，则可以用光学替换控制单元VAS 6186(图10)来替换出现故障的控制单元，如果没有专用工具VAS 6186，我们可以用一段光纤和一个适合的插头把某个控制单元进行短接，再继续观察MOST-BUS系统是否恢复正常。
（图10 光学替换控制单元VAS 6186）
5．本着由简单到复杂的原则，用光学替换控制单元VAS 6186(图9)来替换音响控制单元J525，发现MOST-BUS系统是否恢复正常。由此，可以判断是音响控制单元J525有故障。
6．故障原因及排除：拆下音响控制单元J525发现上面有水流的白色痕迹，经查发现该车发生过事故更换过后风挡玻璃，由于装配不好有漏水现象，下雨时漏下的水产生短路而烧了音响控制单元J525。重新安装后风挡玻璃，更换音响控制单元J525后故障排除。
五．结束语
通过对该车故障的维修，让笔者感觉到，搞技术不是追求你会不会做就可以了，而是要追求100%的成功率才算是个合格的技术工人。任何事情都不能马虎，否则都会产生不必要的损失，甚至安全事故。面对越来越多的高新科技产品应用在现代汽车上，有时出现的故障也会错综复杂。为此，要求我们必须理解各个系统的工作原理及工作过程，才能快速诊断出故障。所以我们必须不断地学习新知识，只有这样我们在日常工作中才能尽快整理出正确的诊断思路，才能在面对疑难故障时得心应手。
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