سیستم مالتی پلکس چیست؟ نحوه کار و مزایای مالتی پلکس

مالتی پلکس یکی از بهترین پیشرفت های صنعت خودروسازی است

معرفی سیستم مالتی پلکس خودرو 

سیستم مالتی پلکس چیست؟

سیستم مالتی پلکس، یعنی یک سیستم چند جزئی! یعنی با استفاده از سیستم مولتی پلکس، اجزای خودرو به چند بخش تقسیم می شوند که هر یک از آن ها به صورت مستقل کار می کنند اما در نهایت هدف تمامی آن ها یکی است، روشن شدن، حرکت کردن و توقف خودرو! در کنار این موارد اصلی، این سیستم اهداف دیگری مانند فعال کردن آپشن های خودرو را نیز دارند.

پس به طور کلی، سیستم مولتی پلکس خودرو را به چندین بخش تقسیم می کند که هر یک به صورت مستقل کار می کنند و در نهایت به هم می پیوندند تا یک هدف اصلی را دنبال کنند.

این سیستم در اواخر 1980 و در شرکت بوش آلمان اختراع شد. بعد ها با تست های مختلفی که بر روی این سیستم انجام شد، مشخص شد که کارایی بالایی دارد و راحتی بیشتری هم برای سازنده و هم برای مشتریان ایجاد می کند.

به همین دلیل بود که این سیستم در تمامی جهان طرفداران بسیار زیادی پیدا کرد و اغلب خودرو ها حتی تا همین الان از این سیستم استفاده می کنند.

در ایران نیز نخستین بار این تکنولوژی با ورود پژو 206 وارد ایران شد و بعد ها به دلیل مزایای زیادش، وارد خودرو های دیگری نظیر پارس، سمند، سورن و... شد.

سیستم BSI، اصلی ترین جزء مالتی پلکس

BSI در واقع مرکز اصلی سازماندهی و انتقال داده ها در مالتی پلکس است

یکی از اصلی ترین اجزای سیستم مالتی پلکس، BSI است. این کلمه مخفف Built in System Interface است. BSI در سیستم مالتی پلکس، نقش واسطه را دارد و دستورات، فرمان ها و اطلاعات را از فرستنده ها به گیرنده ها منتقل می کند.

اگر بخواهیم کمی تخصصی تر کار BSI را توضیح دهیم، می توانیم بگوییم که این سیستم یک گذرگاه بین سه BUS است که وظیفه دارد اطلاعات را بین آن ها جا به جا کند. پس به همین دلیل است که BSI یکی از اصلی ترین اجزای سیستم مالتی پلکس است.

این سیستم علاوه بر موارد بالا، بین سیستم VAN که وظیفه ی فعال سازی برق سیستم و کنترل و نظارت بر روی آن را دارد نیز نقش واسط را دارد و تمامی اطلاعات سیستم VAN نیز از طریق BSI جا به جا می شود.

تمامی اطلاعاتی که از طریق ECU، سنسور ها و یا دیگر اجزا دریافت می شوند، ابتدا به صورت کد شده به BSI فرستاده می شوند. در BSI اطلاعات پردازش می شوند و سپس به بخش مورد نیاز فرستاده می شوند. به همین دلیل نیازی نیست که از هر بخش خودرو به مقصد سیم کشی کرد. BSI خود به صورت هوشمند به جای سیم کشی ها عمل می کند و اطلاعات را به جای مورد نیاز می فرستد.

به همین دلیل بسیاری از سیم کشی ها کاهش می یابد.

سیستم مالتی پلکس چگونه کار می کند؟

نمایی از یک نوع سیستم مالتی پلکس ساده

تمامی اطلاعات که شامل دستورات ECU و اطلاعات سنسور های مختلف است، ابتدا به سیستم BSI فرستاده می شوند. سپس آن اطلاعات در BSI پردازش می شوند و سپس به مکان مورد نیاز فرستاده می شوند.

در سیستم های قدیمی، برای این که اطلاعات را از هر سنسور به ECU بفرستند و یا فرمان های ECU را به سنسور برسانند، برای هر سنسور سیم کشی های مستقل و جداگانه ای استفاده می شد و به همین دلیل خودرو های قدیمی کوهی از سیم بودند که به همین دلیل هم کار برای کارخانه سخت تر می شد و هم کار مشتریان و تعمیر کاران سخت تر بود.

اما در سیستم مالتی پلکس، به دلیل استفاده از BSI، سیم کشی ها بسیار کمتر شده و به یک چهارم مقدار اولیه رسیده است. به همین دلیل هم کار کارخانه ها راحت تر شده است و هم کار مشتری و تعمیر کاران.

مزایای سیستم مالتی پلکس

همان طور که پیش تر نیز اشاره کردیم، یکی از اصلی ترین مزایای سیستم مالتی پلکس، کاهش سیم کشی ها و تعداد اتصالات است. همان طور که خواندید، در گذشته برای هر فرمان و یا هر دستوری که باید از ECU به سنسور ها و یا برعکس ایجاد می شد، یک سیم وجود داشت که در نهایت حجم سیم کشی بالایی در خودرو مورد نیاز بود.

نبود مالتی پلکس باعث پیچیدگی و افزایش سیم کشی ها در خودروها بوده است

اما با ورود سیستم مولتی پلکس و استفاده از BSI، حج سیم کشی ها به مقدار قابل توجهی کاهش یافت. حال، تمامی داده ها و دستورات توسط BSI پردازش و منتقل می شود و BSI نیز در اغلب موارد یک سیستم با سیم های بسیار کم است.

وقتی که سیستم ها ساده تر شدند و سیم کشی ها کاهش یافتند، کار کارخانه ها و تعمیر کاران نیز ساده تر می شود. از طرفی به دلیل این که تمامی اجزای سیستم مالتی پلکس الکترونیکی و هوشمند هستند، می توان به راحتی آن ها را مدیریت و عیب یابی کرد و به همین دلیل باز هم کار تعمیر کاران آسان تر شد.

پس اصلی ترین مزایای این سیستم، کاهش سیم کشی ها و امکان تعمیر و عیب یابی راحت تر است. از دیگر مزایای سیستم مالتی پلکس می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• افزایش طول عمر وسایل الکترونیکی خودرو

• حفاظت از سیم ها در مقابل اتصال کوتاه

• کاهش مصرف انرژی الکترونیکی خودرو

• حذف و یا ادغام جعبه فیوز

• کاهش هزینه ی تعمیرات و نگه داری خودرو

• کاهش زمان و نیرو برای مونتاژ خودرو در کارخانه ها

• افزایش بازدهی خودرو به دلیل صرفه جویی در انرژی و انتقال بهتر داده ها

• کاهش قیمت تمام شده برای کارخانه

چرا سیستم مالتی پلکس استفاده می شود؟

اصلی ترین دلیل استفاده از مالتی پلکس، کاهش سیم کشی ها است

خودرو ها در اوایل بسیار ساده بودند و خبری از آپشن ها و زرق و برق ها زیاد نبود. همه چیز خلاصه می شد به سیم کشی های موتور و چند سیم کشی جزئی برای استارت، برف پاک کن ها، لامپ ها و بوق! به همین دلیل سیم کشی ها بسیار کم بودند و لزومی برای کاهش آن ها وجود نداشت.

اما با پیشرفت صنعت خودرو و افزایش چشمگیر آپشن ها مختلف، رفته رفته سیم کشی ها هم افزایش یافت و حتی در برخی از خودرو های پیشرفته در آن زمان، 1300 سیم کشی انجام می شد که این حجم بسیار زیاد بود. 

این سیم کشی ها از طرفی باعث افزایش چشمگیر قیمت پایه و افزایش زمان مورد نیاز تولید می شد و از طرفی وزن خودرو افزایش می یافت و به دنبال آن در طولانی مدت مصرف سوخت بالا می رفت و فرسایش قطعات نیز افزایش می یافت.

از طرفی روند پیشرفت خودرو ها بسیار سریع شده بود و همین طور سیم کشی ها بیشتر و بیشتر می شد. همچنین تعمیر کاران اتومبیل نیز از این پیچیدگی ها سر در گم می شدند و تعمیر خودرو ها هم وقت زیادی می گرفت و هزینه های بسیار زیادی نیز برای مصرف کننده ایجاد می کرد.

تمامی این موارد با هم باعث شدند که مهندسان از سراسر دنیا به فکر این افتادند که چگونه می توانند این حجم سیم کشی را کاهش دهند. در نهایت این کارخانه بوش آلمانی بود که توانست این سیستم را اختراع کند و طولی نکشید که این سیستم در سراسر دنیا خواهان و طرفداران بسیار زیادی پیدا کرد و همه گیر شد و تا همین الان هم مورد استفاده قرار می گیرد.

پس به طور کلی، به دلایل زیر سیستم مالتی پلکس اختراع و استفاده شد:

• کاهش حجم سیم کشی ها و کم کردن وزن خودرو

• امکان ایجاد آپشن ها و امکانات اضافه بیشتر در خودرو

• افزایش طول عمر قطعات الکترونیکی و سیم کشی خودرو

• راحتی کاربران و تعمیر کاران

نحوه انتقال اطلاعات در سیستم مولتی پلکس

عوامل بسیار زیادی در مالتی پلکس وجود دارند تا داده ها به درستی سازماندهی شوند

همان طور که پیش تر نیز اشاره کردیم، اطلاعات به صورت کد در سیستم مولتی پلکس منتقل می شوند. اما مدیریت و انتقال یک کد کار آسانی نیست و باید معیار های مختلفی بررسی و در نظر گرفته شوند تا بتوان به درستی آن کد را به محل درست منتقل کرد.

برخی از معیار هایی که سنجیده می شوند تا یک کد به مقصد اصلی و مورد نیاز خود برسند، شامل موارد زیر هستند:

• آدرس و نوع آدرس دادن در کد

• ترتیب کد

• سیگنال های کنترل کننده

• سرعت و آهنگ انتقال کد

• نوع خطایابی کد

• جنس واسطه انتقال (سیم مسی، فیبر نوری، طلا، نقره و...)

• نوع رمزگذاری کد

• نوع سیگنال

• جریان فرکانس

به طور کلی، شناسایی، پردازش و انتقال کد ها در هفت لایه و یا هفت مرحله انجام می شود که این لایه ها شامل موارد زیر است:

1. لایه فیزیکی

2. لایه ارتباط

3. لایه شبکه

4. لایه انتقال

5. لایه نشست

6. لایه آماده سازی داده

7. لایه کاربرد

هر کدام از این لایه ها، پردازش ها و فعالیت های مختلفی را بر روی کد انجام می دهند تا در نهایت کد به درستی منتقل شود.

در ادامه هر یک از این لایه ها را به صورت کامل بررسی می کنیم و کارایی آن ها را بررسی می کنیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

لایه اول، فیزیکی

لایه فیزیکی سیستم مالتی پلکس شامل سیم کشی ها و دستگاه های ناظر است

لایه فیزیکی، وظیفه انتقال نهایی اطلاعات را در سیستم مولتی پلکس بر عهده دارد. برخی از دیگر وظایفی که این لایه انجام می دهد، شامل موارد زیر است:

• ایجاد کانال های انتقال پیام

• تعریف حالت سیگنال ها

• ایجاد کانکتور های مختلف برای ارتباط با کانال های انتقال پیام با یکدیگر

لایه دوم، ارتباط

این لایه معمولا از دو زیر لایه به نام های LLC و MAC ایجاد شده است و وظایف زیر را بر عهده دارد:

• ایجاد زمان بندی، مسیریابی و به طور کل ایجاد رفتار شبکه

• آشکار سازی مشکلات لایه اول

• تصحیح خطاها و مشکلات لایه اول

• مدیریت و تغییر کانال های ارتباطی بین ECU ها

لایه سوم، شبکه

این لایه برای پیام ها و دستورات مسیریابی می کند و آن ها را به مقصد مورد نیاز می فرستد.

به طور کلی وظایف این لایه شامل موارد زیر است:

• ایجاد وظایف و دستور دهی برای کانکشن ها

• کنترل جریان اطلاعات بین ECU های مختلف

• تعیین مسیر نهایی عبور داده ها

لایه چهارم، انتقال

این لایه هم وظیفه نظارتی بر روی داده ها را دارد و به طور کلی وظایف زیر را اجرا می کند:

• مدیریت بخش های دوبار فرستاده شده و یا از بین رفته پیام

• تقسیم پیام ها به قسمت های کوچکتر برای مدیریت بهتر

• شناخت و تصحیح مشکلات و خطاهای لایه های قبل

لایه پنجم، نشست

این لایه وظیفه نظارت و سازماندهی داده های درون سیستم مالتی پلکس را بر عهده دارد و به طور کلی وظایف زیر را اجرا می کند:

• هماهنگ سازی داده ها در شرایط اضطراری مانند قطع سیم ها

• فراهم سازی شرایط خاص برای انتقال داده های خاص (ایجاد محدودیت های خاص برای یک نوع ECU)

لایه ششم، آماده سازی داده ها

در این لایه، داده ها به کدهایی با رمز گذاری مورد نیاز مقصد تبدیل می شوند. زبان های اصلی برای کد ها خودرو، شامل موارد زیر است:

• Intel

• ASCI

• Motorola

• EBCIDIC

ممکن است که بسته به نیاز، داده به کد های دیگری نیز تبدیل شود.

سایر وظایف این لایه شامل موارد زیر است:

• شناسایی ECU مقصد و تعیین محدودیت های آن برای استفاده از اطلاعات

• ایجاد و تعیین سطح ایمنی داده ها

لایه هفتم، کاربرد

این لایه آخرین بخش سیستم مولتی پلکس است و وظیفه سازمان دهی و نظارت نهایی بر روی اطلاعات را دارد. به طور کلی وظیفه این لایه، شامل موارد زیر است:

• انتقال فایل های شامل اطلاعات

• مدیریت و سازمان دهی پیام ها

• مدیریت اطلاعات کاربردی

جمع بندی مطالب و سخن پایانی

مالتی پلکس تا حدود بسیار زیادی کار تعمیر کاران و کارخانه ها را آسان کرد

سیستم مولتی پلکس، یکی از پیشرفت های بزرگ صنعت خودرو سازی بوده است که تا حدود زیادی باعث شده است که کارخانه ها، مشتریان و تعمیر کاران راحت تر باشند. همان طور که پیش تر نیز خواندید، وظیفه اصلی این سیستم، کاهش سیم کشی ها است و این کار را به وسیله یک سیستم مرکزی کنترل داده ها انجام می دهد.

در این سیستم، ابتدا تمامی داده ها و پیام ها وارد می شوند و پس از سازماندهی به مقصد مورد نیاز فرستاده می شوند و دیگر نیاز نیست که برای هر ECU و هر پیام یک سیم کشی جداگانه تشکیل شود.

به همین دلیل سیم کشی ها بسیار کاهش می یابد و راحتی کارخانه و تعمیر کار بیشتر می شود. از طرفی به دلیل کاهش سیم کشی ها، قیمت پایه خودرو نیز کاهش می یابد.

گردآوری: بخش خودرو بیتوته