Sistemas Embarcados para Automóveis UFPE - Centro de Informática Aluno: Bruno Bemvindo...

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  • Sistemas Embarcados para Automveis

    UFPE - Centro de Informtica

    Aluno: Bruno Bemvindo CruzDisciplina: PSCI 1999.2

  • RoteiroMotivaoTendncias AtuaisRedes EmbarcadasViso GeralCANProcessamento EmbarcadoHardware ECU SoftwareRTOSOSEK OSPerspectivas FuturasConcluses

  • Motivao - CustoAlto Volume de Produo 15 milhes / ano (EUA)Longo Perodo de Produo cerca de 10 anos

    Microcontroladores 8 bitsMemria de baixo custoROM = $ 0,05 / kBRAM = $ 0,50 / kB

  • Motivao - ConfiabilidadeTempo de Vida Mdio / Veculo = 2.500 horasBilhes de horas de funcionamento para um determinado modelo

    Sistemas Hard Real Time

  • Motivao - DemandaEm 2002, 15% a 30% do custo de um veculo ser com eletrnicaEm 1990: $940 por carro Em 2005: $1.720 por carroRedesLinguagem CMicrocontroladores 16 e 32 bitsMemria Flash

  • Tendncias AtuaisSistemas Embarcados com baixo custo de produo e alta confiabilidadeRedes embarcadasProcessamento embarcado

  • Redes Automotivas

    reduo fiao;aumento do nmero de funes;maior flexibilidade;diagnstico mais eficiente.

  • Classificao de Redes (SAE)Class A (
  • Redes AutomotivasUART - Universal Asynchronous Rx/TxJ1850 SAECAN - Controller Area Network ABUS - Automobile Bitserielleb SchnittstelleVAN - Vehicle Area NetworkITS Bus (Intelligent Transportation Systems bus for Mobile Office)

  • CAN x J1850Ambas possuem protocolos de arbitramento CSMA/CR - carrier-sense, multiple-access-with-collision-resolution.Data RateCAN at 1Mbps J185041,7 Kbps - Ford 10.4 kbps - GM, Chrysler

  • CANBaixo CustoExtremamente RobustaAlta Velocidade (at 1 Mbits/seg)Confivel (Tratamento de Erro)Retransmisso Automtica de DadosDesconexo Automtica de Mdulos Endereamento Funcional (Broadcast) Excelente para controle em tempo-real

  • Arquitetura CAN(modelo OSI)Camada 7 - ApplicationCamada 6 - PresentationCamada 5 - Session Camada 4 - TransportCamada 3 - NetworkCamada 2 - Data-linkCamada 1 - Physical

  • Data Rate x Bus Lenght

  • Estrutura CAN

  • Transmisso Sinal0 Lgico - Bit DominanteCAN - High = 3,5 VCAN - Low = 1,5 V

    1 Lgico - Bit RecessivoCAN - High = 2,5 VCAN - Low = 2,5 V

  • Tolerncia a PerturbaesNatureza Diferencial do Sinal de Transmisso resulta em Alta Tolerncia a Rudos

  • Comunicao BroadcastBasic CAN - Sem Filtragem Prvia

    Full CAN - Com Filtragem Prvia

    Full CAN

  • Classificao CANBasic CANFull CAN

    Standard CAN - ID 11 bits V2.0AExtended CANV2.0B active - ID 11 ou 29 bitsV2.0B passive - ID 11 bits, ignorando ID 29 bits

  • Acesso Mltiplo ao BarramentoMtodo de Acesso CSMA/CD + AMP

    Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection and Arbitration on Message Priority

  • Mtodo de ArbitramentoPrioridade para Node 3Bit Dominante (0) tem prioridade sobre Bit Recessivo (1)Maior Prioridade para menor ID

  • CAN Data FrameStart of Frame - 1 bitArbitration Field - 12 ou 32 bitsControl Field - 6 bitsData Field - 0 a 8 bytes CRC Field - 16 bitsAcknowledge Field - 2 bitsEOF - 7 bits

  • Remote Transmission RequestRemote FrameData Frame

    RTR Dominante (0)RTR Recessivo (1)

  • ECU (Hardware)

  • ECU(Hardware)

  • Volvo S802 Redes CAN250Kbps125Kbps

    4 Redes baixa velocidade10,4Kbps

    18 ECUs

  • ECU (Software)Escalonamento cclicoPrevisibilidadeEventos EspordicosRTOSCusto MemriaConfiabilidadeTcnicas Escalonamento Sistemas Tempo Real

  • OSEK Offene Systeme und deren Schnittstellen fr die Elektronik im Kraftfahrzeug

    OSEK - Sistemas Abertos e Interfaces para Eletrnica Distribuda em Automveis

  • OSEKOSEK OS - Sistema Operacional para ECU em VeculosOSEK COM - Comunicao entre ECUs em Redes AutomotivasOSEK NM - Gerenciamento de RedesOIL - OSEK Implementation Language

  • OSEK - OS

    Multitarefa, com suporte a escalonamento preemptivoPequena demanda por memria quando comparado com RTOS convencionaisalguns kB de ROMmenos 1kB de RAM

  • Perspectivas Futuras30% veculo ser eletrnica em 2002RTOSMemria FLASHSistemas Software-BasedSistemas de Transporte Inteligente

  • Sistema de Transporte InteligenteIdentificao Motorista;Sistema de Reconhecimento Remoto;Controle Acesso;Sistema Remoto Travamento Carro;Customizao;Sistema de Iluminao Inteligente;Sistema de Som Inteligente;Sensores Aproximao;Reconhecimento de Voz;Sistemas de Informao.

  • Sistema de Transporte Inteligente

  • ConclusesCompromisso Demanda x Custo, Confiabilidade;Redes e Processamento Embarcados Tempo Real;Redes: CAN;ECU alta integrao;Problemas e Desafios Software Embarcado