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内容概要:本文详细介绍了车载通信网络中OSI模型的物理层和数据链路层。首先阐述了车载通信网络的背景和发展历程,强调了其对高带宽、低时延、高可靠性的需求。接着,文章解释了OSI模型的七层结构,并重点探讨了物理层和数据链路层的功能与特性。物理层涉及传输速率、信道容量、传输媒体、调制解调、交换技术和网络拓扑等内容;数据链路层则关注组帧与帧同步、差错控制及信道分配,特别是HDLC协议的应用。最后,文章还讨论了广播网中信道分配的静态和动态策略,以及CSMA/CD协议的工作原理。 适合人群:具备一定通信基础知识,对车载通信网络感兴趣的工程师和技术人员。 使用场景及目标:①了解车载通信网络的物理层和数据链路层的基本原理;②掌握物理层的关键参数和技术,如传输速率、信道容量等;③理解数据链路层的组帧、差错控制和信道分配机制;④熟悉CSMA/CD协议及其在局域网中的应用。 其他说明:本文不仅提供了理论知识,还结合了实际应用案例,帮助读者更好地理解车载通信网络的设计与实现。建议读者在学习过程中结合实际项目进行实践,以加深对相关概念的理解。
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我是穿拖鞋的汉子,魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。
老规矩,分享一段喜欢的文字,避免自己成为高知识低文化的工程
师:
做到欲望极简,了解自己的真实欲望,不受外在潮流的影响,不盲从,不跟风。把自己的
精力全部用在自己。一是去掉多余,凡事找规律,基础是诚信;二是系统思考、大胆设
计、小心求证;三是“一张纸制度”,也就是无论多么复杂的工作内容,要在一张纸上描述
清楚;四是要坚决反对虎头蛇尾,反对繁文缛节,反对老好人主义。
不觉间来到春末五月,横坐在电脑前,敲击点文字,对自己也算一个
时间的记忆,多年后再次点击,也期待那时会像触发记忆的闸口,让
现在的这点岁月传递至那时那刻。


本文还是对车载通信网络做一个汇总。
一、背景信息
随着电子技术在汽车领域的广泛应用,车辆内部集成的电子控制单元
数量日益增多,线路布局也愈发复杂。现代汽车电子控制系统不仅需
要实现信息共享、综合控制与智能操作等高级功能,还必须能够在极
短的时间内高效地传输与接收海量数据。这一需求对车载网络系统提
出了严苛的挑战,要求其必须具备高带宽、低时延、高可靠性以及高
资源利用率等特性,以应对汽车内部通信需求的不断增长。
汽车通信网络的发展历程,从最初的 CAN 总线技术到如今的车用以
太网技术,见证了技术的不断进步与革新。在这一过程中,汽车通信
网络逐渐完善了其通信系统的各项要素,尤其是以太网技术的引入,
更是催生了车用以太网技术体系的形成,并掌握了时间敏感网络通信
的核心技术。如今,通信技术已然成为汽车电子架构中的核心技术支
柱,其在以太网应用层协议的基础上进一步演化出了通信中间件的创
新概念,为汽车电子领域构建跨平台、面向服务的软件系统奠定了坚
实的基础。
二、车载通信网络概述

网络协议作为网络上各类设备(涵盖网络服务器、计算机、交换机、
路由器、防火墙等)之间通信规则的集合,精心规定了通信过程中信
息所必须遵循的格式以及这些格式所承载的具体意义。
现代网络体系结构巧妙地采用了分层设计的方法,即将网络功能细致
地划分为一系列层次。每一层都肩负着特定的功能使命,高层通过直
接调用低层所提供的服务来构建并实现自身的功能,同时,它也向上
层提供相应的服务支持。每一层都如同建筑中的楼板,既稳固地建立
在其下层之上,又为其上层提供了坚实的基础与服务。在这一过程
中,如何实现这些服务的具体细节被巧妙地隐藏起来,对上层而言是
“透明”且不可见的。相邻层之间的交互,则是通过接口处所定义的服
务原语(即交互时必须交换的必要信息)来完成的。这种设计使得每
一层的功能实现更为简洁,维护也更为便捷。更为重要的是,当某一
层需要进行调整或改动时,只要确保不改变其与上下层之间的接口规
则,其他层次将不会受到任何影响,从而赋予了网络体系结构极高的
灵活性。这种分层设计的思维模式,与面向对象的程序设计理念不谋
而合,每一层都如同一个独立的对象,服务实现的细节被严格封装在
层内,使得各层之间具备了强大的独立性。
国际标准化组织(ISO)所提出的开放式系统互联通信(Open
System Interconnection,简称 OSI)参考模型,将网络系统结构严
谨地划分为七个层次,从下至上依次为物理层、数据链路层、网络
层、传输层、会话层、表示层和应用层。

然而,在实际应用中,所采用的网络协议与这一参考模型往往存在一
定的差异。这表明,这种层次结构并非一成不变或严格必需的,而是
根据实际需求进行灵活调整的。例如,在互联网中占据主导地位的
TCP/IP 体系,就仅将网络划分为应用层、传输层、网络层(TCP)和
网络接口层(IP)。TCP/IP 体系在设计时便与具体的物理传输媒体无
关,因此并未对最低的两层做出明确规定。这种设计使得 TCP/IP 协
议能够轻松运行于当前几乎所有的物理网络之上,展现了其强大的适
应性和灵活性。
三、OSI 映射规则-物理层
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