MOST总线控制单元组成

1.控制单元的设计

MOST总线上控制单元的设计如图4-37所示。

图4-37 控制单元的设计

1—光纤纤维 2—光纤插头 3—内置电源 4—电气插头 5—诊断接口 6—内置组件 7—微处理器 8—MOST收发器 9—光敏二极管 10—LED 11—接收和发送器

（1）光纤纤维−光纤插头 通过光纤插头，光信号可以进入控制单元内，或者将光信号转发至下一控制单元。

（2）电气插头 该插头用于提供电源、环路故障诊断、信号输入与输出。

（3）内部电源供应 通过电气插头进入控制单元内的供电电压，由内部电压分配系统进行分配。这样做的好处在于可以独立地切断各个组件的供电电路。

（4）发射器与接收器−光纤纤维发射器 收发器由一个光敏二极管和一个发光二极管组成。光敏二极管是将进入模块的光信号转换成电压信号后，再转发到收发器。发光二极管的功能是将MOST收发器的电压信号再次转换成光信号。

如图4-38所示，发光二极管发射的光线是波长650nm的红色可见光。数据以光波调制的形式进行传输。紧接着，调制光波将通过光纤纤维传送到下一个控制单元。

（5）MOST收发器（Transceiver） 如图4-39所示，MOST收发器由两部分组成：发送器（Transmitter）和接收器（Receiver）。

图4-38 光谱

1—紫外线 2—400nm 3—650nm 4—红外线

图4-39 MOST收、发过程

1—接收器 2—通信控制单元 3—发射器 4—收发转换器 5—通信控制单元 6—发射器 7—接收器

2.光纤纤维

光纤纤维连接一个控制单元的发射器与下一个单元的接收器。

光纤纤维的开发碰到的难题：光线只能以直线传播。但是在光纤纤维中，它们可以转弯。上一个发射器到下一个接收器之间的距离可能有好几米之远。光纤纤维很脆弱，很容易被外力折断。光纤纤维要免受车内温度变化的影响。

光纤纤维用于传输光信号必须达到的要求：在传输光时，必须保证较小的能量衰减；在光纤拐弯处，光线也能正常传输；光纤纤维必须具有一定的弹性；光纤纤维必须在−40～85℃范围内，可靠运行。

（1）光纤纤维的设计 如图4-40所示，光纤纤维内外有几层。最中间的是内核层，为有机玻璃材质，是实际光纤导体，由于全反射的原因，在其间光线传播时几乎没有能量损失。

图4-40 光纤纤维的设计

1—彩色外层 2—黑色层 3—内核 4—全反射层 5—外径1.0mm 6—外径0.98mm 7—外径1.5mm 8—外径2.3mm

全反射层紧紧包裹内核层，材质是全透明的含氟聚合物。再外围的黑色层（尼龙），用来隔断外界的入射光。最外面的彩色外层是光纤辨别色，同时也可以防止机械损伤和热辐射。

（2）光纤中的光线传播 如图4-41所示，在光纤的直行处，小部分的光线是以直线的形式在内核层传播，大部分的光线是在内核层的表面发生全反射，以Z形的全反射形式在内核层传播。

如图4-42所示，在拐弯半径大于25mm的弯折处，光线依然可以以全反射的形式通过光纤的弯折处。

图4-41 光纤直行处全反射

1—全反射

图4-42 光纤转弯处的全反射

当一束光纤以较大的角度（大于或等于临界角）从光密介质进入光疏介质时，在光密介质的表面，光线不会被折射进光疏介质，而是被全部反射进光密介质，这种现象就叫做全反射。在光纤纤维中，内核层属于光密介质，而反射层属于光疏介质。当光纤以较大角度射向内核层的边缘时，就会发生全反射。如果光纤的入射角逐渐变小，部分光纤就会折射进入反射层。如图4-43所示，如果光纤纤维发生过度弯曲，那么这种情况就会发生。光纤纤维的最大弯曲半径为25mm。(www.xing528.com)

（3）光纤接头 如图4-44所示，光纤纤维与控制单元使用一个特殊的插头进行连接。插头上的箭头提示光线传输方向。光线通过内核层末端进入控制单元的接受/发送端子。套管用来保证光纤纤维的进入角度不会发生偏差。

图4-43 光纤能量损耗

图4-44 光纤插头

1—光纤接触表面 2—信号传输方向 3—插头外壳 4—插头连接 5—卡销 6—套管 7—光纤纤维

（4）光纤末端如图4-45所示，为降低光纤损耗，光纤末端必须平滑、切面垂直、干净，所以光纤的切割必须使用专用工具。

（5）光纤中的衰减 如图4-46所示，光线在传播过程中的能量损失叫做能量衰减，单位是分贝（dB）。分贝值不是一个绝对测量值，而是两个测量值的比值。分贝值也经常被用来表示声音或音量的大小。其计算公式是

衰减值（A）=10×log（产生的能量/接受的能量）

例如：

10×log（20W/10W）=3dB

这就表示光纤发生一半的衰减，大约为3dB。衰减率越大，信号的传输效率越差。如果光线是在几个组件之间进行传播，那么衰减率就是几个组件的衰减率之和。

在MOST网络上，每一个控制单元都将接收到的光信号转发出去，那么只有相邻两个控制单元之间的衰减率才是有意义的。

图4-45 光纤末端切面

图4-46 光纤中能量的衰减

1—插头1（0.5dB） 2—光纤（0.6dB） 3—插头2（0.3dB）衰减率（总和）=1.4dB

（6）光纤网络上发生能量衰减的原因 光纤网络上发生能量衰减的原因如图4-47所示。

图4-47 光纤中能量衰减的原因

1—光纤过度弯折 2—外皮层发生破坏 3—内核层末端不平整 4—内核层末端较脏 5—连接末端发生错位 6—末端未垂直连接 7—末端与接触面有间隙 8—套管未安装到位

（7）处理光纤纤维及其组件注意事项

1）不得对光纤进行热处理及焊接、压焊等操作。

2）不得使用物理或化学方法进行胶粘处理。

3）不得将两根光纤打结，或将一个光纤和一个普通铜线打结。

4）避免外皮层破损、断裂。不得在光纤上放置物体。

5）内核层末端不得有液体、灰尘等其他物质污染。

6）在车辆上铺线时，注意光纤的长度不宜过长，避免产生绕圈和打结。

3.MOST的环形结构

如图4-48所示，MOST网络系统最明显的特征就是它的环形结构。数据在这个环形内，从一个控制单元到下一个控制单元，进行单向传播，直至回到最初发射信号的控制单元，完成一个循环。MOST总线网络的诊断通过网关和诊断网络共同完成。

图4-48 MOST信息娱乐系统组成