過(guò)去的20年里,CAN總線(xiàn)協(xié)議業(yè)已成為汽車(chē)工業(yè)的核心通信技術(shù),這是一個(gè)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(guò)機械方案來(lái)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(lái)改善這一成熟技術(shù),人們投入很多努力到眾所周知的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)上,目的在于尋找一種更為適用于學(xué)生方程式賽車(chē)的協(xié)議.結果就在POWERLINK,一個(gè)主從通信方案,它能夠在汽車(chē)內部實(shí)時(shí)處理各個(gè)獨立的從站間的信息交換。

    學(xué)生方程式（Formula Student）

     學(xué)生方程式是一個(gè)由學(xué)生設計和生產(chǎn)的單座賽車(chē)比賽，已經(jīng)有超過(guò)10 年的歷史了,這一個(gè)競賽每年在全球舉行,學(xué)生相互競爭-不僅在賽車(chē)道上,也在相關(guān)設計和市場(chǎng)上,并由一個(gè)專(zhuān)家組進(jìn)行評估.不同團隊競爭于不同的產(chǎn)品類(lèi)。在這種方式中,,嚴重的設計缺陷必須在生產(chǎn)之前由基礎的概念設計發(fā)現.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(xué)的學(xué)生方程式

      在丹麥南方大學(xué),Formula Student 項目始建立于2006 年,現在,這個(gè)團隊由機械和電氣學(xué)生構成.機械工程師的工作在于構建一個(gè)架構,包括汽車(chē)的操控和懸掛系統,而電氣工程師則聚焦在電氣單元.總的思路是創(chuàng )造一個(gè)分布式架構來(lái)使能夠在汽車(chē)內部廣泛使用,極端的應用是使用獨立的節點(diǎn)控制每個(gè)氣缸,協(xié)調各個(gè)減速箱在各個(gè)節點(diǎn)需要一個(gè)高速響應的網(wǎng)絡(luò )。  

            

    汽車(chē)電子新理念

    傳統且被良好驗證過(guò)的CAN 總線(xiàn)是一個(gè)汽車(chē)工業(yè)的標準?，F代技術(shù)對于波特率和同步性的需求導致了以太網(wǎng)技術(shù)的實(shí)時(shí)協(xié)議的研發(fā),POWERLINK 建立在適應于汽車(chē)的分布式網(wǎng)絡(luò ),一個(gè)主要的優(yōu)勢在于使用了傳統以太網(wǎng)的物理層芯片,這使得它無(wú)需特殊的硬件來(lái)開(kāi)發(fā).它允許更新升級的以太網(wǎng)技術(shù)得以應用,項目經(jīng)理Karsten HolmAndersen 說(shuō)道。 

   POWERLINK 也提供了更為靈活的應用拆分,使得應用可以被拆分到任意數量節點(diǎn)的同時(shí)仍然能夠保持實(shí)時(shí)數據的交換,對象字典提供了各個(gè)節點(diǎn)之間的數據交換定義接口,這也定義了POWERLINK 標準.同樣,POWERLINK 節點(diǎn)的規模也是也是一個(gè)關(guān)鍵參數,因為節點(diǎn)需要適應汽車(chē)的各個(gè)地方,這對于保持最小接線(xiàn)至關(guān)重要重要。 

   方案如何實(shí)現

    一年里,學(xué)生們開(kāi)發(fā)了減速箱和離合器,發(fā)動(dòng)機控制單元、儀表盤(pán)和數據記錄器,并且通過(guò)POWERLINK 來(lái)連接這幾個(gè)單元,賽車(chē)的POWERLINK 接口被設計為一個(gè)可以極為靈活通信的平臺.POWERLINK 方案在FPGA 上實(shí)現,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用，因為它的速度和性能.用戶(hù)應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(gè)FPGA 或者甚至在一個(gè)PC 上,一個(gè)額外的HUB 可以集成在電路里允許最高可能的接線(xiàn)靈活性。 

      POWERLINK 一個(gè)主和兩個(gè)從站確保了在汽車(chē)內部的實(shí)時(shí)通信   

            

    SDU 海盜賽車(chē)團隊

    2009 年7 月,SDU 海盜賽車(chē)團隊使用一個(gè)賽車(chē)參加了兩次比賽,今年海盜隊完成了第60 個(gè)地方,他們贏(yíng)得了”在汽車(chē)領(lǐng)域最具創(chuàng )新的嵌入式系統應用”這一個(gè)獎項。