過去的20年里,CAN總線協議業已成為汽車工業的核心通信技術,這是一個具有高可靠性和魯棒性的協議,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機械方案來傳遞-不僅昂貴并且缺乏智能性.為了能夠用一種合適的方法來改善這一成熟技術,人們投入很多努力到眾所周知的實時以太網技術上,目的在于尋找一種更為適用于學生方程式賽車的協議.結果就在POWERLINK,一個主從通信方案,它能夠在汽車內部實時處理各個獨立的從站間的信息交換。

　　學生方程式(Formula Student)

　　學生方程式是一個由學生設計和生產的單座賽車比賽，已經有超過10年的歷史了,這一個競賽每年在全球舉行,學生相互競爭-不僅在賽車道上,也在相關設計和市場上,并由一個專家組進行評估.不同團隊競爭于不同的產品類。在這種方式中,,嚴重的設計缺陷必須在生產之前由基礎的概念設計發現.最初,主要集中在機械上,今天,為了在競爭中取得領先地位,電氣扮演更為重要的角色.

　　丹麥南方大學的學生方程式

　　在丹麥南方大學,Formula Student項目始建立于2006年,現在,這個團隊由機械和電氣學生構成.機械工程師的工作在于構建一個架構,包括汽車的操控和懸掛系統,而電氣工程師則聚焦在電氣單元.總的思路是創造一個分布式架構來使得能夠在汽車內部廣泛使用,極端的應用是使用獨立的節點控制每個氣缸,協調各個減速箱在各個節點需要一個高速響應的網絡。

POWERLINK在賽車中的網絡布局

　　汽車電子新理念

　　傳統且被良好驗證過的CAN總線是一個汽車工業的標準。現代技術對于波特率和同步性的需求導致了以太網技術的實時協議的研發,POWERLINK建立在適應于汽車的分布式網絡,一個主要的優勢在于使用了傳統以太網的物理層芯片,這使得它無需特殊的硬件來開發.它允許更新升級的以太網技術得以應用,項目經理Karsten Holm Andersen說道。

　　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的同時仍然能夠保持實時數據的交換,對象字典提供了各個節點之間的數據交換定義接口,這也定義了POWERLINK標準.

　　同樣,POWERLINK節點的規模也是也是一個關鍵參數,因為節點需要適應汽車的各個地方,這對于保持最小接線至關重要重要。

　　方案如何實現

　　一年里,學生們開發了減速箱和離合器,發動機控制單元、儀表盤和數據記錄器,并且通過POWERLINK來連接這幾個單元,賽車的POWERLINK接口被設計為一個可以極為靈活通信的平臺.POWERLINK方案在FPGA上實現,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FPGA或者甚至在一個PC上,一個額外的HUB可以集成在電路里允許最高可能的接線靈活性。

POWERLINK一個主和兩個從站確保了在汽車內部的實時通信

　　SDU海盜賽車團隊

　　2009年7月,SDU海盜賽車團隊使用一個賽車參加了兩次比賽,今年海盜隊完成了第60個地方,他們贏得了”在汽車領域最具創新的嵌入式系統應用”這一個獎項。