1、基于FPGA的SOPC设计 信息学院李贞妮 二一三年五月 1 Cyclone II系列FPGA简介 2 Cyclone II系列FPGA简介 Cyclone II系列器件是Altera低成本Cyclone系 列的第二代产品，Cyclone II FPGA的成本比第一代 Cyclone器件低30%，逻辑容量大3倍多。Cyclone II 器件采用TSMC经验证的90nm低K绝缘材料工艺技术， 是业界成本最低的FPGA。Cyclone II通过使用新型 的架构,缩小裸片尺寸，在保证成本优势的前提下提 供了更高的集成度和性能。 3 Cyclone II系列FPGA整体特性 Cyclone II器件容
2、量有4608-68416个逻辑单元， 还具有新的增强特性，包括多达1.1Mbit的嵌入存储 器、多达150个嵌入1818乘法器、锁相环、支持外 部存储器接口及差分和单端I/O标准。 Cyclone II系列的主要特点： 高效率的芯片结构支持从4608LE到68416LE的集成度。 包含内部嵌入式乘法器，支持DSP运算。 先进的I/O，支持PCI,DDR,DDR2等多种接口。 全局时钟管理及嵌入式锁相环。 支持Altera IP Core 及Nios II 嵌入式处理器。 4 Cyclone II系列FPGA整体特性 Cyclone II系列芯片比较 器件EP2C5EP2C8EP2C20EP2C
3、35EP2C50EP2C70 LE 4608825618752332165052868416 M4K 263652105129250 总比特数119808165888239616483840594432115200 嵌入式乘法器1318263586150 PLL 224444 最多用户I/O管脚 142182315475450622 差分通道5575125200192275 5 Cyclone II系列FPGA整体特性 Cyclone II 系列FPGA 的内部结构示意图 6 基本逻辑单元LE LE，Cyclone II结构的最小逻辑单元，是紧凑的。 它可以提供先进的高效逻辑利用率。每个LE特
4、征： 1.四输入查找表（LUT） 2.一个可编程寄存器 3.进位链连接 4.寄存器链连接 5.驱动所有类型的内部链接 6.支持寄存器包 7.支持寄存器反馈 7 基本逻辑单元LE 一个LUT可以看成一个有4位地址线的16x1的RAM。 当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路 以后， FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可 能的结果，并把结果事先写入RAM,这样每输入一个 信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表， 找出地址对应的内容，然后输出即可。 也可以把它当作一个4 输入的函数发生器，能够实 现四变量输入的所有逻辑. 8 基本逻辑单元LE 每个LE的可编程寄存器可配置为D，T，
5、JK，或SR触发器。 每个寄存器有数据，时钟，时钟使能，和清零输入端。 无论是全局时钟网络信号还是还是通用的I/O引脚信号或者是 任何内部逻辑信号都可以驱动寄存器时钟，清除控制信号。 无论是通用的I/O引脚信号还是内部逻辑信号都可以驱动时钟 使能信号。 作为组合功能使用，LUT的输出可以绕过寄存器直接驱动LE的 输出。 每个LE有两种工作模式：普通工作模式和算术工作模式 9 基本逻辑单元LE LE的普通工作模式：适用于一般的逻辑、组合逻辑 10 基本逻辑单元LE LE的算术工作模式：适合用于实现加法器、累加器 、计数器和比较器 11 功能单元LAB 在器件内部，总是将多个LE有机的组合起来，构
6、成 一个更大的功能单元-逻辑阵列模块LAB。每一个LAB 包括： 16个LE LAB控制信号：清除、时钟、时钟使能、复位等 LE进位链 寄存器进位链：把LAB内一个LE寄存器的输出与相邻LE 寄存器的输入连在一起 LAB本地互连：用以连接LAB内各个LE 12 功能单元LAB LAB的基本机构 13 功能单元LAB LAB互连示意图 14 功能单元LAB LAB控制信号： 两个时钟 两个时钟使能 两个异步清零 一个同步清零 一个同步置位 15 I/O单元模块 遍布在Cyclone II器件周围的I/O管脚由IOE反馈，IOE位于LAB行和 列的终端。Cyclone II器件IOES 包含了一个
7、双向I/O缓冲区和三个 完整的嵌入式双向单数据速率传 输寄存器，如右图所示。IOE包 含了一个输出寄存器，输入寄存 器和一个输出使能寄存器。设计 人员可以使用输入寄存器快速设 置启动时间，使用输出寄存器快 速设置时钟到输出的时间。 Cyclone II 系列的IOE结构 16 I/O单元模块 Cyclone II器件支持多种单端I/O标准，包括LVTTL 、LVCMOS、SSTL 、HSTL、PCI和PCI-X。单端I/O标准具有比差分I/O标准更强的电流驱动 能力，在同如DDR 和DDR2 SDRAM 等高级存储器器件接口时非常重要。 Cyclone II器件也支持对特定I/O标准的可编程驱
8、动强度控制，设置范围 为2-24mA。下表为Cyclone II器件支持的单端I/O标准和各自的性能。 I/O标准性能典型应用 3.3V/2.5V/1.8V LVTTL167MHz通用 3.3V/2.5V/1.8V/1.5V LVCMOS167MHz通用 3.3V PCI66MHz PC和嵌入式 3.3V PCI-X100MHz PC和嵌入式 2.5V/1.8VSSTLClass I167MHz存储器 2.5V/1.8VSSTLClass II133/125MHz存储器 1.8V/1.5V HSTL Class I167MHz存储器 1.8V/1.5V HSTL Class II100MHz存
9、储器 17 I/O单元模块 Cyclone II器件支持LVDS、mini-LVDS、RSDS和LVPECL,下表 为Cyclone II器件支持的差分I/O标准。 18 I/O单元模块 Cyclone II系列FPGA的IO口 有4到8个IO Bank 每个Bank可独立配置IO标准 九种封装，82-531个IO口 可编程电流 可控摆率 开漏输出 可编程上拉电阻 钳位二极管 LVDS匹配电阻、预加重 19 存储器单元 Cyclone II的存储单元由M4K嵌入式存储器模块组成。 M4K存储器模块包括能同步写入的输入寄存器和提高系统性 能的流水线式输出寄存器。输出寄存器可以被旁路，但输入 寄存
10、器不可以。 M4K 嵌入式存储器模块由带校验的4K位(4096 位)真双 口RAM组成，可配制成真双口模式、简单双口模式或单口模 式的存储器，位宽最高可达36位，存取速度最高260MHz， M4K嵌入式存储器分布于逻辑阵列块之间。Cyclone II系列 FPGA的M4K嵌入式存储器的容量从119K位至1152K位不等。 20 嵌入式乘法器模块 嵌入式乘法器为Cyclone II 系列的FPGA 提供了数字信号处理(Digital signal processing, DSP)的能力，可以用来实现快速付傅里叶变换 (FFT)、离散余弦变换(DCT)及有限脉冲响应(FIR)等数字信号处理，使 C
11、yclone II 系列FPGA 可以高效地用于音频视频信号处理。CycloneII系 列FPGA的嵌入式乘法器可以配置成99 的或1818 的乘法器工作，两 种工作模式下，如果同时使用输入输出寄存器，最好性能可达250MHz。 Cyclone II 系列FPGA 的乘法器资源 21 嵌入式乘法器模块 嵌入式乘法器由两个输入寄存器、一个乘法单元、一个输出寄存器 以及相关的控制信号组成，其内部结构如下图 所示。嵌入式乘法器按列 排列，根据器件不同可以是1 列到3 列。 22 嵌入式乘法器模块 乘法器的两个操作数可以是符号数，也可以是无符号数。如果两个 操作数都是无符号数，相乘的结果是无符号数，只
12、要其中有一个是符号 数，则相乘的结果是符号数。控制信号signa和signb 分别表示数据A 和 数据B 是符号数还是无符号数，为1 表示为该操作数是符号数，signa和 signb 可以在运行时动态改变。 乘法器有两种工作模式：99 模式和1818 模式。在1818 模式下 ，乘法器只能配置成1 个1818 乘法器，两个输入操作数最多可以是 18 位，可以是符号数，也可以是无符号数，输入输出都可以寄存。 在 99 模式下，一个嵌入式乘法器块可以配置成2 个99 乘法器工作。这 种模式下每个乘法器的两个输入操作数最多可以是9 位，可以是符号数 ，也可以是无符号数，输入输出都可以寄存。每个乘法器
13、只有一个signa 和一个signb，当一个乘法器当作两个99 乘法器使用时，输入A 的两个 输入符号必须相同，输入数据B 的两个输入也具有相同的符号表示。如 果不是用signa和signb，Quartus II 软件默认乘法器实现无符号乘法。 23 嵌入式软核处理器 Cyclone II 系列FPGA 支持Altera 公司的NIOS II 嵌入式 软核处理器。NIOS II 具有灵活的可配置特性而且可以非常 容易地实现各种外设的扩展。对于并行事务处理，可以在一 个FPGA上放置多个NIOS II 软核（MPSOC），大大提高处 理器的效率，也方便多个小组同时开发，进一步加快新产品 研发速度
14、。 24 小结 逻辑单元：是Cyclone II系列中可以实现用户逻辑定制的 最小单元。每16个LE组成一个逻辑阵列块(LAB)。LAB以行列 形式在FPGA器件中排列，Cyclone II系列FPGA的LE数量从 4608到68416范围之间变化 Cyclone II 系列FPGA 有片内PLL，并有最多可达16个全局 时钟线的全局时钟网络为逻辑阵列块、嵌入式存储器块、嵌 入式乘法器和输入输出单元提供时钟。Cyclone II FPGA的 全局时钟线也可以作为高速输出信号使用。Cyclone II的 PLL可以实现FPGA片内的时钟合成、移相，也可以实现高速 差分信号的输出。 25 小结 M
15、4K 嵌入式存储器块：由带校验的4K位(4096 位)真双口 RAM组成。Cyclone II系列FPGA的M4K 嵌入式存储器的容量 从119K位至1152K 位不等。 每个嵌入式乘法器：可以配制成两个99或一个1818的 乘法器，处理速度最高达250MHz，Cyclone II 的嵌入式乘 法器在FPGA上按列排列。 输入输出单元IOE 配列在逻辑阵列块的行和列的末端。可 以提供各种类型的单端或差分逻辑输入输出。 26 DE2-70简介 27 DE2-70 board 28 Hardware provided Altera Cyclone II 2C70 FPGA device Alter
16、a Serial Configuration device - EPCS16 USB Blaster (on board) for programming and user API control; both JTAG and Active Serial 2-Mbyte SSRAM Two 32-Mbyte SDRAM 8-Mbyte Flash memory SD Card socket 4 pushbutton switches 18 toggle switches 18 red user LEDs 9 green user LEDs 50-MHz oscillator and 28.63
17、-MHz oscillator for clock sources DE2-70 board 29 Hardware provided 24-bit CD-quality audio CODEC with line-in, line-out, and microphone-in jacks VGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA-out connector 2 TV Decoder (NTSC/PAL/SECAM) and TV-in connector 10/100 Ethernet Controller with a connect
18、or USB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors RS-232 transceiver and 9-pin connector PS/2 mouse/keyboard connector IrDA transceiver 1 SMA connector Two 40-pin Expansion Headers with diode protection DE2-70 board 30 Block diagram of DE2-70 31 DE2-70 board 32 DE2-70 board 33 DE2-7
19、0 board 34 DE2-70 board 35 DE2-70 board 36 DE2-70 board 37 憳憳50%租用期（T1）时，客户机进入RENEW状态 ，使用DHCPREQUEST报文续约； l当客户机的地址到达87.5%租用期（T2）时，客户机进入 REBINDING状态，使用DHCPREQUEST报文续约； 网络1 DHCPREQUEST HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 39 第一章 使用DHCP的原因 第二章 DHCP的原理 第三章第三章 DHCPDHCP工作流程举例工作流程举例 HUAWEI
20、TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 40 DHCP流程举例 10.77.2.1 10.77.11.10 客户机 服务器 DHCP- RELAY HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 41 DHCP流程举例 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 42 DHCP流程举例 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 43 DHCP流程举例 HUAWE
21、I TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 44 DHCP流程举例 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 45 DHCP流程举例 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 46 DHCP流程举例 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 47 DHCP流程举例 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reser
22、vedPage 48 l本章主要通过对DHCP报文结构及流程 的介绍,希望大家能够建立起对DHCP协 议的清晰概念 小结小结 谢谢 1 防抱死制动系统概念防抱死制动系统概念 丧失转向能力 制动效能下降 制动时的方向稳定性 降低轮胎使用寿命 汽车制动车轮抱死 ，可引起： 2 防抱死制动系防抱死制动系 统统ABSABS（Anti-Anti- Braking SystemBraking System） 是指汽车在制动过是指汽车在制动过 程中，能实时判定程中，能实时判定 车轮的车轮的滑移率滑移率，自，自 动调节作用在车轮动调节作用在车轮 上的上的制动力矩制动力矩，防防 止车轮抱死止车轮抱死取得最取得最
23、 佳制动效能的电子佳制动效能的电子 装置。装置。 防抱死制动系统概念防抱死制动系统概念 重点点出： 滑移率制动力矩车轮抱死 3 轮胎与地面的附着特性轮胎与地面的附着特性 车辆制动距离和制动减速度是 由车辆制动力即地面制动力所决定 。取决于地面制动力、制动器制动 力及附着力。 1. 当地面制动力Fxb附着力时，车轮抱死 l l 汽车的制动力汽车的制动力 4 轮胎与地面的附着特性轮胎与地面的附着特性 l l 附着力和附着系数附着力和附着系数 实际制动时道路作用于车轮上的实际制动时道路作用于车轮上的纵向附着力纵向附着力F F x x 就等于汽就等于汽 车的制动力。道路给予汽车转向轮的车的制动力。道路
24、给予汽车转向轮的横向附着力横向附着力F F y y 就是使汽就是使汽 车转向的侧向力。车转向的侧向力。 横向附着系数 纵向附着系数 5 轮胎与地面的附着特性轮胎与地面的附着特性 l l 附着系数与滑移率附着系数与滑移率 实验证明，道路实验证明，道路 的附着系数受车轮结的附着系数受车轮结 构、材料，道路表面构、材料，道路表面 形状、材料有关，形状、材料有关，不不 同性质道路其附着系同性质道路其附着系 数变化甚大。数变化甚大。 滑移率来表示车轮 滑动所占的份额。车轮 完全抱死时，滑移率为1 ，车轮纯滚动，滑移率 为0。 6 轮胎与地面的附着特性轮胎与地面的附着特性 l l 附着系数与滑移率附着系数
25、与滑移率 此外，由下图可知，汽车制动时的附着系数与制动时滑 移率有很大关系。 结论：结论： 1. 1. 附着系数与路面附着系数与路面“ “ 状态状态” ”有关；有关； 2. 2. 附着系数附着系数随随滑移率滑移率 发生变化。发生变化。 3. 3. 前轮抱死前轮抱死，汽车将，汽车将 失去转向能力失去转向能力 4. 4. 后轮抱死，后轮抱死，汽车易汽车易 发生发生侧滑现象侧滑现象 7 仅后轮抱死时受力分析示意 前轴侧滑 后轴一旦侧滑，离心力与侧滑方向相同，导致侧滑 程度不断加剧，以至可能翻车，这是十分危险的运动状 态。 Fy：侧向干扰力 Gx：制动惯性力 Fy1：前轮侧向力 Fy2：后轮侧向力 目
26、前已经认识到：制动时，若后轴比前轴先抱死，就可能发生 侧滑；前后轴同时抱死或后轴始终不抱死，则能防止后轴侧滑。 后轴侧滑 前轴产生侧滑，由于离心力与 侧滑方向相反能减小侧滑量。 滑移率滑移率汽车制动的稳定性汽车制动的稳定性 仅前轮抱死时受力分析示意 8 车轮抱死的危害车轮抱死的危害 前轮抱死失去转向 能力； 后轮抱死统计表明 ，后轴侧滑是造成交 通事故的主要原因； 制动效能下降； 9 防抱死制动系统的作用防抱死制动系统的作用 有效防止后轮抱死而导致的侧滑、甩尾等现象，大大 提高车辆制动过程的方向稳定性； 防止前轮抱死导致车辆丧失转向能力，提高了汽车躲 避前方障碍物的操纵性和弯道制动时的轨迹保持
27、能力 ； 制动距离比同类车型不带防抱死系统的车辆的制动距 离要短 。 10 防抱死制动系统防抱死制动系统的控制目的的控制目的 ABS正是利用道 路与轮胎系统的关系 ，强制性地把车轮的 滑移率控制在临界点 Sp的附近，使路面附 着性能得到最充分的 发挥，从而达到最佳 效果。 11 ABSABS的基本结构的基本结构 ABSABS的组成的组成如图所示。主 要由转速传感器、电子控制器 和制动压力调节器等三大部分 组成。 12 ECU根据轮速传 感器的“滑移率”信号 ，调节制动器的制动 压力，达到控制车轮“ 滑移率”的目的。 ABSABS基本工作原理基本工作原理 13 ECU根据轮速传感 器的“滑移率”
28、信号，调 节制动器的制动压力， 达到控制车轮“滑移率” 的目的。 ABSABS基本工作原理基本工作原理 14 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 轮速传感器轮速传感器电磁式电磁式 传感器与普通的交流发电机原理相同，永久磁铁产生一 定强度的磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间 的间隙以一定的速度发生变化， 这样会使齿圈和电极 组成的磁路中的磁阻 发生变化。 15 其结果使磁通量周期性衰减，在线圈两端产生正比于 磁通量增减速度的感应电压。 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 轮速传感器轮速传感器电磁式电磁式 16 l l 液压式制动压力调节器液压式制动压力调节器 ABSABS的
29、基本元件的基本元件 ABS系统中的制 动压力调节器是是ABSABS 的执行机构的执行机构。其主要 作用是接受来自于 ECU的指令，直接或 间接地控制制动压力 的增、减。是由电磁 阀、液压泵和电动机 等组成。又可分为循 环式和可变容积式。 17 ABSABS的基本元件的基本元件 18 ABSABS的基本元件的基本元件 常规制动常规制动 电磁阀不工作。主缸 与制动分泵直接相通。 l l 液压式制动压力调节器液压式制动压力调节器循环式循环式 19 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 液压式制动压力调节器液压式制动压力调节器循环式循环式 紧急制动，紧急制动，ABS参与工作。 电磁阀的工作电流为1
30、 电流。制动分泵与储油器直 接相通，分泵的制动压力减 小。 20 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 液压式制动压力调节器液压式制动压力调节器循环式循环式 电磁阀的工作电流为0电流 。制动主缸与制动分泵直接相通 ，分泵的制动压力增加。 电磁阀的工作电流为1/2电 流。所有通路均不通，分泵的制 动压力为保压状态。 21 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 液压式制动压力调节器液压式制动压力调节器循环式循环式 回流泵：回流泵将制 动分泵中排出的制动液泵 回到制动总泵。 储压器：储压器为在 减压过程中大量回流的制 动液提供暂时的储存所。 阻尼器：阻尼器及其 下游的节流装置能减少返 回到制
31、动总泵中的液压脉 冲幅值，使噪声减少。 22 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 制动压力调节器制动压力调节器变容式变容式 23 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 制动压力调节器制动压力调节器变容式变容式 制动 主缸 制动 主缸 2 2） 紧急制动紧急制动 减压过程减压过程 24 ABSABS的基本元件的基本元件 l l 制动压力调节器制动压力调节器变容式变容式 保压过程保压过程 增压过程增压过程 25 ABSABS系统的电子线路系统的电子线路 l l 凌志凌志LS400ABSLS400ABS系统（波许）系统（波许） l ABS警示灯 l ABS执行器 l 轮速传感器 l ABS
32、控制器 l 回流泵控制 l 电磁阀控制 l 轮速传感器 26 ABSABS控制控制 ABSABS可以分为可以分为 l l 逻辑门限控制、逻辑门限控制、 l l 滑动模块变结构滑动模块变结构 l l 优化控制优化控制 等不同的控制方法；等不同的控制方法； 采用何种方法实行采用何种方法实行ABSABS控制往往取决于车辆的设计思想控制往往取决于车辆的设计思想 、结构与基本运用范围；、结构与基本运用范围； 现仅介绍较为成熟的、绝大多数现代车辆所普遍采用的现仅介绍较为成熟的、绝大多数现代车辆所普遍采用的 逻辑门限（阈值）控制方法逻辑门限（阈值）控制方法。 27 ABSABS逻辑控制算法逻辑控制算法简单逻
33、辑控制算法简单逻辑控制算法 设路面条件是一定的，则无论车轮的滑移率在任何范围内，其 路面附着系数都不会超过某一给定的值，即作用在四个轮子上的总 制动力必定满足不等式： 根据牛顿第二定律，汽车制动时的最大减速度a也必然满足条 件： 当车轮角减速度超过极限条件： 此时，表明制动力已超过路面所提供的最大附着力，车轮可能 出现抱死倾向。基于上述分析，最简单的ABS控制逻辑可确定为： 28 ABSABS逻辑控制算法逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法 当上述条件成立，表明车轮可能出现抱死的倾向，于是制动缸 减压，反之制动缸增压。这是最简单的防抱死制动控制方案。它的 动态调节过程如图所示。 VF汽
34、车实际速度 VR车轮速度 -a0门限值 角减速度 29 ABSABS逻辑控制算法逻辑控制算法简单逻辑控制算法简单逻辑控制算法 在制动刚开始时，采用快速升压，车轮角速度超出固定的门限值-a开 始减压，至负加速度进入门限值-a内结束。 随后以慢速升压到车轮减速度再次超出-a门限值，似此周期地重复， 直至汽车完全制动。 仅以减速度-a作为门限值的逻辑控制，车轮的滑移率变化较大，也不 能适应路面附着系数的变化。 30 以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数 31 双门限控制逻辑可以适应不同 的路面特性，一般能消除汽车轮抱 死现象。但当路面附着系数出现跃 变时，就不能快速适应，故对
35、快速 变化的路面跟踪性能较差。 车轮正负加速度门限值防抱死控制 以车轮减速度和加速度为控制参数以车轮减速度和加速度为控制参数 在制动刚开始时，采用快速升压， 车轮角速度超出固定的门限值-a开始减 压，至加速度大于门限值+a内结束。随 后保压到车轮减速度再次小于+a门限值 。之后增压至角速度小于固定的门限 值-a时为止。 似此周期地重复，直至汽车完全制 动。 32 以滑移率为控制参数的单参数控制方式以滑移率为控制参数的单参数控制方式 l l 参考车速和滑移率的计算参考车速和滑移率的计算 汽车上一般采用间接的方法由车轮的角速度和负加速度构造车 辆的参考车速（见右图）。 在初始制动时，当车轮的负加速
36、度小于-a时，把此时对应的车 轮速度当作初始参考速度V Re0，以后以减速度aRe（通常取汽车在一 般路面制动时能达到的减速度）计算参考车速。 则车轮的参考滑移率为： 33 在制动刚开始时，采用快速升 压，车轮轮速度低于的门限值开 始减压，至负加速度超过门限值 内结束。 随后以慢速升压到车轮减速度 再次低于门限值 ，如此周期地重 复，直至汽车完全制动。 由于路况不同，最佳滑移率将 在（0.080.3）变化，仅以滑移率 作为门限值的逻辑控制，很难在各 种路况下得到最佳效果。 以滑移率为控制参数的单参数控制方式以滑移率为控制参数的单参数控制方式 vR车轮转动速度，由轮速传感器测得 vF汽车车速 v
37、Re0汽车参考车速，可由公式计算 车轮瞬时运动滑移率，公式计 34 【在在ABSABS实际控制过程中，一般很少单独采用其中一种控制参实际控制过程中，一般很少单独采用其中一种控制参 数的门限值来进行控制，因为单独采用一种参数作为控制门限数的门限值来进行控制，因为单独采用一种参数作为控制门限 均会产生较大的局限性均会产生较大的局限性】 a a）仅以车轮的加、减速度作门限进行控制，）仅以车轮的加、减速度作门限进行控制，在低在低 的路的路 面上紧急制动时面上紧急制动时，车轮易抱死，故附着系数利用率较低，会严车轮易抱死，故附着系数利用率较低，会严 重影响制动效果。重影响制动效果。 b b）在各种路面上紧
38、急制动时，在各种路面上紧急制动时，仅以车轮滑移率做为门限仅以车轮滑移率做为门限 来进行控制，由于路面情况不同时，来进行控制，由于路面情况不同时，SpSp（8-30%8-30%）也不相同，）也不相同， 不能保证在各种路面下均能获得最佳制动效果。不能保证在各种路面下均能获得最佳制动效果。 c c）一般多采用，一般多采用，主控为车轮加、减速。辅控为车轮滑移主控为车轮加、减速。辅控为车轮滑移 率；率；路面为低路面为低 、低速行驶紧急制动时，则相反。低速行驶紧急制动时，则相反。 以加、减速度和滑移率为控制参数以加、减速度和滑移率为控制参数 35 l l 高附着系数路面制动高附着系数路面制动 以加、减速度
39、和滑移率为控制参数以加、减速度和滑移率为控制参数 -a+a，增压、保压-7 保压-2 vR+A，减压-5 +A+a，保压-6 36 l l 低附着系数路面制动低附着系数路面制动 因为在高附着系数路面和低附着系数路面的控制逻辑不一 样，故制动开始往往用于识别路面特性。 第3与第6阶段使 得制动系统即保持较 大的滑移率，又使得 车轮只在短时间处在 大滑移率状态，改善 了操纵稳定性 以加、减速度和滑移率为控制参数以加、减速度和滑移率为控制参数 37 l l 低附着系数路面制动低附着系数路面制动 因为在高附着系数路面和低附着系数路面的控制逻辑不一 样，故制动开始往往用于识别路面特性。 以加、减速度和滑
40、移率为控制参数以加、减速度和滑移率为控制参数 38 l l 阶跃变化的路面制动阶跃变化的路面制动 当路面附着系数向大值突变当路面附着系数向大值突变 ，其识别方法是采用，其识别方法是采用第二加速度第二加速度 门限位门限位+A+A。 而当路面附着系数向小值跃而当路面附着系数向小值跃 变，则以第二变，则以第二滑移门限值滑移门限值 2 2 作为识作为识 别依据。别依据。 以加、减速度和滑移率为控制参数以加、减速度和滑移率为控制参数 39 以加、减速度和滑移率为控制参数以加、减速度和滑移率为控制参数 综上所述，逻辑控制是把车轮的加速度分为（-a,+a,+A）几个 门限值，再辅之以车轮的滑移率门限值1，2
41、。在由下降信号切换 到保压的阶段，在规定的时间间隔里监测可能出现的几种门限信号 （+a，+A， 1，2 ）作为识别路面特性（低、一般和高附着系数 路面三种情况）的依据。 再根据路面识别结果，分别采用不同的控制逻辑，确保防抱死 制动系统对路面状况的跟踪性能，在各种路面条件都能取得期望的 制动效果。 40 ABSABS的整车控制技术的整车控制技术 如前所述，ABS单轮控制技术 的本质是把车轮的滑移率控制在附 着系数的峰值点。因此在制动时可 保证取得最短的制动距离和转向时 和操纵稳定性。但作为整车，如所 有车都采用单轮方式进行独立控制 ，在非对称路面制动时，会产生偏 转力距，使汽车不能保持行驶方向
42、的稳定性。 在当前技术下，最为实用方法 就是通过ABS自身的整车布置方式 和整车控制技术来满足汽车在不同 路面条件下的操纵性和稳定性。 41 ABSABS的整车控制技术的整车控制技术 42 ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制 通道。 l l 四通道四通道ABSABS 由于四通道ABS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制 动，因此汽车的制动效能最好。但在附着系数分离(两侧车轮的附着 系数不相等)的路面上制动时，由于同一轴上的制动力不相等，使得 汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。因此，ABS通常不对四 个车轮进行独立的制动压力调节。 43 l l 三通道三通道ABSA
43、BS 可采用两前轮独立控制（轮控），按低选方式对后轮施加相等 的制动力矩（轴控）。故称为四传感器三通道系统 由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车 可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的 平均转速。 汽车紧急制动时，会发生很大的轴荷转移，使得前轮的附着力 比后轮的附着力大很多(前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附 着力的着力的70%-80%)70%-80%)。故可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动 ，有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。 4
44、4 l l 双通道双通道ABSABS 两前轮可以根据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按 低选原则一同控制。 双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上，两前轮独立控 制，制动液通过比例阀(P阀)按一定比例减压后传给对角后轮。 由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距 离等方面得到兼顾，因此目前很少被采用。 比例阀比例阀 低选阀低选阀 高高 路面路面 45 综述综述 ABS总体性能与通道数和传感器数目有关，一般而言，传感 器和通道数越多，则ABS性能越好。四传感器四通道ABS系统是最 完备的布置方式 ，由于各个车轮均能任意设定其控制目标，因而 可取得最佳效果。但所有车轮均采用独立控制，则会导致汽车在非 对称路面失方向稳定性。 因此，对四传感
