MOST Bus - MOST Bus

MOST ( Media Oriented Systems Transport ) é uma tecnologia de rede multimídia de alta velocidade otimizada pela indústria automotiva. Ele pode ser usado para aplicações dentro ou fora do carro. O barramento serial MOST usa uma topologia em cadeia ou topologia em anel e comunicação de dados síncrona para transportar sinais de áudio, vídeo, voz e dados por meio de camadas físicas de fibra óptica plástica (POF) (MOST25, MOST150) ou condutor elétrico (MOST50, MOST150) .

A tecnologia MOST é usada em quase todas as marcas de automóveis em todo o mundo, incluindo Audi , BMW , General Motors , Honda , Hyundai , Jaguar , Lancia , Land Rover , Mercedes-Benz , Porsche , Toyota , Volkswagen , SAAB , SKODA , SEAT e Volvo . SMSC e MOST são marcas registradas da Standard Microsystems Corporation (“SMSC”), agora propriedade da Microchip Technology .

Princípios de comunicação

A especificação MOST define a camada física e de enlace de dados, bem como todas as sete camadas do modelo ISO / OSI de comunicação de dados. Interfaces padronizadas simplificam a integração do protocolo MOST em dispositivos multimídia. Para o desenvolvedor do sistema, MOST é principalmente uma definição de protocolo. Ele fornece ao usuário uma interface padronizada ( API ) para acessar a funcionalidade do dispositivo. A funcionalidade de comunicação é fornecida pelo software de driver conhecido como MOST Network Services. Os Serviços de Rede MOST incluem Serviços de Sistema de Camada Básica (Camada 3, 4, 5) e Serviços de Soquete de Aplicativo (Camada 6). Eles processam o protocolo MOST entre um controlador de interface de rede (NIC) MOST, que é baseado na camada física, e a API (camada 7).

MOST redes

Uma rede MOST é capaz de gerenciar até 64 dispositivos MOST em uma configuração de anel . A funcionalidade plug and play permite que a MAIORIA dos dispositivos sejam facilmente conectados e removidos. As redes MOST também podem ser configuradas em rede estrela virtual ou outras topologias. As aplicações críticas de segurança usam configurações de anel duplo redundantes. Hubs ou switches também são possíveis, mas não estão bem estabelecidos no setor automotivo.

Em uma rede MOST, um dispositivo é designado como mestre de temporização. Sua função é fornecer continuamente o anel com a MAIORIA de armações. Um preâmbulo é enviado no início da transferência do quadro. Os outros dispositivos, conhecidos como seguidores de tempo, usam o preâmbulo para sincronização. A codificação baseada na transferência síncrona permite uma pós-sincronização constante para os seguidores de tempo.

MOST25

O MOST25 fornece uma largura de banda de aproximadamente 23  megabaud para streaming (síncrono), bem como transferência de dados em pacote (assíncrono) em uma camada física óptica. Ele é separado em 60 canais físicos. O usuário pode selecionar e configurar os canais em grupos de quatro bytes cada. MOST25 fornece muitos serviços e métodos para a alocação (e desalocação) de canais físicos. O MOST25 suporta até 15 canais de áudio estéreo não compactados com som de qualidade de CD ou até 15  canais MPEG-1 para transferência de áudio / vídeo, cada um dos quais usa quatro bytes (quatro canais físicos). O MOST também fornece um canal para a transferência de informações de controle. A frequência do sistema de 44,1 kHz permite uma largura de banda de 705,6 kbit / s, permitindo a transferência de 2670 mensagens de controle por segundo. Mensagens de controle são usadas para configurar dispositivos MOST e configurar transferência de dados síncrona e assíncrona. A frequência do sistema segue de perto o padrão do CD. Os dados de referência também podem ser transferidos por meio do canal de controle.

Algumas limitações restringem a taxa efetiva de transferência de dados do MOST25 a cerca de 10 kB / s. Por causa da sobrecarga do protocolo, o aplicativo pode usar apenas 11 de 32 bytes na transferência segmentada e um nó MOST pode usar apenas um terço da largura de banda do canal de controle a qualquer momento.

MOST50

MOST50 dobra a largura de banda de um sistema MOST25 e aumenta o comprimento do quadro para 1024 bits. Os três canais estabelecidos (canal de mensagem de controle, canal de transmissão de dados, canal de pacote de dados) do MOST25 permanecem os mesmos, mas o comprimento do canal de controle e o seccionamento entre os canais síncronos e assíncronos são flexíveis. Embora o MOST50 seja especificado para suportar camadas físicas ópticas e elétricas, os controladores de interface de rede inteligentes (INICs) disponíveis MOST50 suportam apenas a transferência de dados elétricos por meio de uma configuração de três condutores de cobre; consistindo em um conjunto de par trançado não blindado (UTP) e uma única linha de controle adicional. A linha de controle adicional é conectada a cada dispositivo de rede MOST50 em uma configuração paralela de "barramento compartilhado único". Cada dispositivo MOST50 conteria cinco conexões de fio de cobre nesta configuração. Linha de controle (para sinais enviados do mestre) e dois conjuntos UTP (cada um contendo D + D-). Um conjunto é usado para entrada de dados (saída do dispositivo anterior no anel de rede) enquanto o outro é usado para saída de dados para o próximo dispositivo no anel. Tal como acontece com suas contrapartes de fibra, fechar ou completar o anel (terminação no dispositivo de origem) é necessário para toda e qualquer operação de rede.

MOST150

O MOST150 foi lançado em outubro de 2007 e fornece uma camada física para implementar Ethernet em automóveis. Ele aumenta o comprimento do quadro em até 3072 bits, o que é cerca de 6 vezes a largura de banda do MOST25. Ele também integra um canal Ethernet com largura de banda ajustável, além dos três canais estabelecidos (canal de mensagem de controle, canal de streaming de dados, canal de pacote de dados) dos outros graus do MOST. O MOST150 também permite a transferência isócrona no canal síncrono. Embora a transferência de dados síncronos exija uma frequência diferente da especificada pela taxa de quadros MOST, também é possível com MOST150.

As funções avançadas do MOST150 e a largura de banda aprimorada permitirão uma infraestrutura de rede multiplex capaz de transmitir todas as formas de dados de infoentretenimento, incluindo vídeo, por todo o automóvel.

Camada física

A camada de transmissão óptica tem sido amplamente utilizada em aplicações automotivas há vários anos. Ele usa fibras ópticas plásticas (POF) com um diâmetro de núcleo de 1 mm como meio de transmissão, em combinação com diodos emissores de luz (LEDs) na faixa de comprimento de onda vermelha como transmissores. MOST25 usa apenas uma camada física óptica. MOST50 e MOST150 suportam camadas físicas óticas e elétricas.

Principais vantagens do POF:

  • transmissão de alta taxa de dados
  • mais leve e mais flexível em comparação com linhas de dados elétricos blindados
  • atende aos rígidos requisitos de EMC

MAIS Cooperação

A Cooperação MOST, uma parceria de fabricantes de automóveis, fabricantes de cenários, arquitetos de sistemas e fornecedores de componentes-chave, foi fundada em 1998. Seu objetivo era definir e adotar um protocolo de rede multimídia comum e um modelo de objeto de aplicação. Como resultado de seus esforços, a tecnologia MOST surgiu como um padrão global para a implementação de requisitos atuais e futuros para redes multimídia em automóveis.

A infraestrutura

A Cooperação MOST publicou especificações para o Ônibus MOST por vários anos. No entanto, essas especificações não incluem detalhes sobre a camada de enlace de dados. Em março de 2008, SMSC (anteriormente OASIS SiliconSystems) - inventor do primeiro MOST NIC - e Harman / Becker anunciaram que abririam e licenciariam sua propriedade intelectual Data Link Layer para outras empresas de semicondutores com base em royalties. No momento, as soluções de chip MOST estão disponíveis na SMSC, Analog Devices e em algumas empresas de núcleo de FPGA . As ferramentas de desenvolvimento são oferecidas pela K2L, Ruetz System Solutions, SMSC, Vector Informatik GmbH e Telemotive AG.

Padrões concorrentes

  • BroadR-Reach tomou uma parte da rede de barramento de comunicação automotiva para Infotainment. Primeiro com 100 Mbit / s, depois 1 Gbit / se agora 10 Gbit / s para links de backbone do controlador de domínio.
  • O IEEE 1355 tem um slice (combinação de meio de rede e velocidade) TS-FO-02, para fibra óptica de polímero operando a 200 megabits / segundo. A especificação é mais rápida que a MOST, bem testada e aberta. No entanto, carece de defensores da indústria.
  • Ethernet é mais padrão, de maior velocidade, igualmente imune a ruídos, sendo diferencial e isolada por transformadores. No entanto, o cabo Cat 5 pode ser muito caro para aplicações automotivas. Além disso, os plugues cat-5 padrão não resistem à vibração. As finas camadas de ouro são rapidamente removidas e a corrosão causa falhas. Existem conectores "padrão" robustos, que os mantêm estáveis, mas são mais caros. Por causa das restrições de CAT5, Ethernet sobre fibra parece ser uma solução possível, mas a Ethernet é assíncrona enquanto MOST é síncrona.
  • CAN ( Controller Area Network ), LIN ( Local Interconnect Network ) e outros padrões OBD automotivos não são adequados porque são muito lentos para transportar vídeo.
  • O FlexRay , também um padrão de barramento automotivo, embora mais rápido do que o CAN, destina-se a aplicações críticas de temporização, como drive by wire, em vez de mídia.

Notas

Referências

  • Grzemba, Andreas (2007). MAIORIA: Das Multimedia-Bussystem Für Den Einsatz Im Automobil (em alemão). Poing: Franzis. ISBN 978-3-7723-4149-6.
  • Grzemba, Andreas (2011). MAIS: A Rede Automotiva Multimídia; de Most25 a Most150 . Poing: Franzis. ISBN 978-3-645-65061-8.
  • Zimmermann, Werner; Schmidgall, Ralf (2008). Bussysteme in der Fahrzeugtechnik: Protokolle und Standards; Mit 96 Tabellen (em alemão) (3ª ed.). Wiesbaden: Vieweg + Teubner. ISBN 978-3-8348-0447-1.

links externos