اصطلاحات کلیدی در مالتی پلکس خودرو

ورود به هر عرصه تکنولوژیکی نیاز به مقدماتی دارد، شبکه و مالتی پلکس خودرو نیز از این امر مستثنی نیست. یکی از این موارد ضروری آشنایی با کلمات کلیدی مورداستفاده در این مفاهیم است در مقاله مقدمه‌ای بر مالتی پلکس خودرو‌ها، دلایل و ضرورت‌های استفاده از این تکنولوژی در خودرو بیان شد. در این مقاله به برخی از این اصطلاحات پرداخته خواهد شد.

کلمات کلیدی در مالتی پلکس خودرو

شبکه و مالتی پلکس خودرو کلمات و اصطلاحات تخصصی زیادی دارد. در اینجا فقط برخی از این مفاهیم بیان و تعریف خواهند شد. لازم به ذکر است این مفاهیم برای درک بهتر در عملکرد سیستم و فرایند عیب‌یابی در خودروها خواهد بود بنابراین ساده سازی آنها نسبت به دروس نرم افزاری و شبکه در رایانه انجام شده است تا برای فعالات گروه مکانیک خودرو کاربردی‌تر باشد. این کلمات در شکل 1 نشان‌داده‌شده است.

شکل 1- واژه‌های پرکاربرد در شبکه

شبکه – Network

همانطور که در مقاله مالتی پلکس در خودرو‌ها اشاره شد. اگرچند کنترل یونیت (ECU) با یکدیگر مرتبط باشند به ارتباط آن‌ها، ارتباط شبکه‌ای گفته می‌شود. کنترل یونیت‌ها به‌صورت عمومی به دو شکل به هم متصل می‌شوند. شکل 2 این دو روش را نشان می‌دهد.

شکل 2- انواع روش‌های متداول شبکه‌شدن

اتصال سری و موازی

ارتباط در بسیاری از کنترل یونیت‌های خودرو های قدیمی از روش سنتی استفاده می‌کند یکی از معروف‌ترین بخش‌ها که از این ارتباط استفاده می‌کردند. ارتباط بین واحد کنترل یونیت موتور ECU (ECM) و مجموعه صفحه نشان‌دهنده‌ها یا همان پشت آمپر است. شکل 3 اهداف نمایش ارتباط این دو واحد را نشان می‌دهد.

شکل 3- برخی از اهداف مهم تبادل اطلاعات بین یونیت موتور و پشت آمپر

همانطور که در شکل 3 نیز مشاهده می‌شود ارتباط بین این دو برای نمایش اطلاعات دور موتور، دمای مایع خنک‌کننده، فشار روغن، چراغ چک و … در همه خودرو ها ضروری است. به همین دلیل استفاده از شبکه سنتی از قبل برای ارتباط این دو عضو متداول بوده است. منظور از شبکه سنتی، انتقال اطلاعات توسط یک سیم مجزا است. یعنی برای هر کمیت حداقل یک سیم ارتباطی بین یونیت موتور و واحد پشت آمپر وجود دارد. باتوجه‌به اینکه پیام‌ها توسط سیم‌های موارد با یکدیگر در این مدل عبور می‌کنند. این نوع شبکه به نوع موازی نیز شناخته می‌شود. عبارت دیگری که برای این ارتباط استفاده می‌شود عبارت P2P است. شکل 4 سینوپتیک عمومی شبکه سمند SMS را نشان می‌دهد.

شکل 4- سینوپتیک عمومی سمند SMS

همانطور که در این شکل مشاهده می‌شود ارتباط بین یونیت FN (Front Node) و یونیت موتور (Engine ECU) به شکل موازی و با عنوان P2P (Point to Point) ترسیم شده است که می‌توان آن را همان شبکه از نوع سنتی در نظر گرفت. البته امروزه بیشتر پروتکل‌ها از ارتباط سری استفاده می‌کنند به عبارت ساده‌تر وقتی صحبت از مالتی پلکس خودرو به میان می‌آید ارتباط سری مدنظر است.

نود – NODE

یکی از پرکاربردترین کلمات در مالتی پلکس خودرو عبارت نود است. عبارت Node در شبکه به دو مفهوم کلی استفاده می‌شود

1. به‌صورت کلی هر کنترل یونیت الکترونیکی یا همان ECU اگر در شبکه قرار بگیرند می‌تواند یک نود به شمار می‌رود؛ بنابراین تعریف مثلاً ECU موتور در خودرو 405 باتوجه‌به اینکه شبکه نشده است فقط یک کنترل یونیت به شمار می‌رود؛ اما همان ECU در خودرو 206 اگر شبکه شده باشد علاوه بر اینکه کنترل یونیت موتور نامیده می‌شود در برخی متن‌ها و نقشه‌ها با عنوان نود نیز از آن اسم برده شود.
2. از لحاظ لغوی نود به معنی گره است و دقیقاً با همین مفهوم هم در شبکه استفاده می‌شود، یعنی ارتباط فیزیکی در دسته سیم ارتباطی به‌صورت یک گره نشان داده می‌شود. شکل 5 هر دو مفهوم نود در شبکه را نمایش می‌دهد.

1- گره فیزیکی در سیم‌کشی 2- کنترل یونیت
شکل 5- مفهوم نود در شبکه

آنالوگ و دیجیتال – Analog & Digital

یکی دیگر مفاهیم پرکاربرد شبکه در مالتی پلکس خودرو، کلمه دیجیتال است. شاید مفهوم دیجیتال با صفر و یک در ذهن نزدیک باشد اگرچه تعریف مناسبی است؛ اما دقت آن بالا نیست. نمی‌توان مفهوم دیجیتال را بدون واژه آنالوگ بررسی کرد. شکل 6 شاید مثال خوبی برای بیان این دو واژه باشد.

شکل 6- مفهوم آنالوگ و دیجیتال در مالتی پلکس خودرو

همانطور که مشاهده می‌شود در یک موج آنالوگ تغییرات به‌تدریج و آرام است و نقطه شکستی وجود ندارد. اما تغییرات در یک موج دیجیتال به‌صورت ناگهانی و پله‌ای است. هرکدام از این دو دارای معایب و مزایای مخصوص به خود هستند. شکل 7 تفاوت‌های این دو را بهتر نشان می‌دهد.

شکل 7- تفاوت آنالوگ و دیجیتال

مشاهده می‌شود در یک موج (یا پیام) آنالوگ تغییر لحظه‌به‌لحظه داده‌ها قابل‌بررسی است و این نمونه‌ای از اتفاقات واقعی است درحالی‌که در موج (یا پیام) دیجیتال بخشی از داده‌ها حذف می‌شوند که در نتیجه همه موج قابل‌تحلیل نیست. از طرف دیگر گاهی بخش‌هایی از داده‌ها موردنیاز نیستند و جود آنها سبب سنگینی تحلیل داده‌ها خواهد شد موج دیجیتال با حذف بخش‌های غیرضروری داده‌ها زمینه استفاده بهتر از داده‌های موجود را فراهم می‌کند. داده‌ها در شبکه به روش دیجیتال منتقل می‌شوند؛ بنابراین اگر پیامی به‌صورت آنالوگ در شبکه وجود داشته باشد. باید آن را تبدیل به پیام دیجیتال کرد سپس به شبکه فرستاد.

پروتکل – Protocol

مجموعه قوانین سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مورداستفاده در یک شبکه را پروتکل می‌نامند. شکل 8 پروتکل‌های معروف در خودرو‌ها را معرفی می‌کند.

شکل 8- برخی از معروف‌ترین پروتکل‌ها در خودرو

نظر به اهمیت پروتکل‌ها در مقاله CAN و پروتکل‌های مورداستفاده در خودرو به‌صورت کامل این پروتکل‌ها تشریح شده‌اند.

توپولوژی – Topology

توپولوژی یا هندسه اتصال اجزا شبکه نیز یکی دیگر از کلمات کلیدی در بخش مالتی پلکس خودرو به شمار می‌رود. منظور از هندسه اتصال، نحوه ارتباط بین نودها است. شکل 9 توپولوژی‌های متداول در شبکه را نشان می‌دهد.

شکل 9- انواع هندسه شبکه در مالتی پلکس خودرو

تقریباً بیشتر هندسه‌های نشان‌داده‌شده در شکل 9 در خودروها استفاده می‌شود. از بین این هندسه‌ها مدل BUS ، Ring ، Star و In-line نسبت به سایر روش‌ها کاربرد بیشتری دارند و پروتکل‌های معروف مانند CAN، LIN ، MOST ، VAN از این توپولوژی‌ها استفاده می‌کنند.

گذرگاه – Gateway

باتوجه‌به تعدد استفاده از پروتکل‌های مختلف در شبکه خودرو و متفاوت‌بودن قوانین این پروتکل‌ها ممکن استقبال اطلاعات بین آنها دشوار شود. برای حل این مشکل معمولاً یکی از نودها که در بین دو پروتکل قرار دارد نقش گذرگاه را بر عهده می‌گیرد. به عبارت ساده‌تر زبان یک پروتکل را به پروتکل دیگر ترجمه می‌کند تا بتوان از آن پیام در مسیر بعدی نیز استفاده کرد. شکل 10 این حالت را نشان می‌دهد.

شکل 10- ارتباط بین دو پروتکل از طریق Gateway در مالتی پلکس خودرو

آموزش‌های ایمگ در کارگاه‌های تخصصی و تحت‌نظر اساتید مجرب به تأثیر این مفاهیم در افزایش کیفیت عیب‌یابی شبکه‌های در خودرو پرداخته می‌شود.