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[導(dǎo)讀]CAN FD是一種通信協(xié)議,主要用于車載網(wǎng)絡(luò),是CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)版。自2019年以來,包括中國在內(nèi)的車廠、一級(jí)經(jīng)銷商(Tier 1)等,紛紛提出了對CAN FD芯片的需求。

CAN FD是一種通信協(xié)議,主要用于車載網(wǎng)絡(luò),是CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)版。自2019年以來,包括中國在內(nèi)的車廠、一級(jí)經(jīng)銷商(Tier 1)等,紛紛提出了對CAN FD芯片的需求。而在2019年以前,CAN FD幾乎無人問津。究其原因,新能源汽車和自動(dòng)駕駛汽車對總線帶寬的需求不斷上升。

 

 

 

照片:TI接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理Charles Sanna

CAN FD的芯片用量非常可觀,如果一輛汽車全部采用CAN FD,可能傳統(tǒng)車需要二十個(gè)左右的CAN FD系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片,新能源車大約需要五十個(gè)相關(guān)芯片。為此,TI近日推出了TCAN4550-Q1芯片,TI接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理Charles Sanna向電子產(chǎn)品世界等媒體介紹了CAN FD及TI解決方案的優(yōu)勢。

1 CAN FD的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

CAN FD的主要優(yōu)勢有兩個(gè):1.過去汽車節(jié)點(diǎn)數(shù)很少,傳統(tǒng)CAN只有1Mbps總線帶寬,但現(xiàn)在需要很高的數(shù)據(jù)量,而CAN FD又5 Mbps的最大傳輸速率,支持高達(dá)64B的有效負(fù)荷。2.CAN FD可以向下兼容經(jīng)典CAN。因此,無需新的連接器或電纜,但需要更新的處理器,這種新處理器需要包含CAN FD控制器和相關(guān)的CAN FD收發(fā)器。

 

 

不過,CAN FD的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是:CAN FD方案需要盡量減少模塊或ECU的成本,以及節(jié)省PCB(印制板)尺寸,同時(shí)有更快的上市時(shí)間。

2 TI的CAN FD系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片

TCAN4550-Q1芯片是TI近日發(fā)布的集成了了CAN FD控制器和收發(fā)器等系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片(SBC)。該芯片有四大優(yōu)勢。

第一,可以在不換MCU(微控制器)的情況下,就可輕松擴(kuò)展到CAN FD。這樣的好處是原先的軟件和硬件架構(gòu)都不受影響,也無需增加新的軟件,保護(hù)了原有的資源。這時(shí)分兩種情況:1.MCU內(nèi)置CAN控制器,此時(shí)可直接相連;2.MCU不含CAN控制器,此時(shí)MCU可通過SPI接口連接TCAN4550-Q1(如下圖)。

 

 

第二,傳輸速率可達(dá)8 Mbps。由于目前CAN FD協(xié)議規(guī)定的最高帶寬是5 Mbps,因此TI的此款SBC有很高的冗余。

集成式的功能集,提高了設(shè)計(jì)靈活性。其中,包括70 mA的低壓差穩(wěn)壓

器(LDO)、看門狗計(jì)時(shí)器、故障切換模式和對3.3與5VI/O的支持。

第三,經(jīng)TI測算評估,新設(shè)計(jì)可減少一半的PCB布板面積。

3 TI有豐富的接口產(chǎn)品

實(shí)際上,除了此次發(fā)布的CAN FD的SBC,TI還有很多滿足車規(guī)的收發(fā)器接口產(chǎn)品,諸如車用CAN收發(fā)器、車用LIN收發(fā)器,3.3 V和5 V CAN收發(fā)器,隔離式CAN收發(fā)器等。

本次發(fā)布會(huì)的明星——TCAN4550-Q1的相關(guān)支持材料都已在TI官網(wǎng)上,還有支持毫米波雷達(dá)應(yīng)用的案例。另外,除了汽車用,還可用于工廠自動(dòng)化中的CAN FD,例如馬達(dá)等需要越來越大的信息,對CAN FD的需求量也在提升。

 

 

4 熱門問答

問:如果客戶自己想設(shè)計(jì)CAN FD芯片,有何挑戰(zhàn)呢?

答:客戶需要有CAN FD的IP,還要自己設(shè)計(jì),開發(fā)需要幾年時(shí)間,而且還需要去進(jìn)行車規(guī)認(rèn)證。而TI的新芯片,不用動(dòng)原來的CAN接口和系統(tǒng)架構(gòu),直接可用。

問:整輛車有很多節(jié)點(diǎn),有的可能是CAN,有的是CAN FD,到底用哪種方式通信?

答:車?yán)镉锌赡苁黔h(huán)狀、星型或混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),較為復(fù)雜,總之,這取決于你要通信的對象采用了什么?例如對象是CAN,你就是CAN通信方式。

問:車用CAN與以太網(wǎng)的各自優(yōu)勢是什么?

答:以太網(wǎng)的傳輸數(shù)據(jù)量大,適合圖像、音頻等多媒體信息傳輸,但缺點(diǎn)是只能點(diǎn)對點(diǎn)。CAN的優(yōu)勢是可點(diǎn)對多點(diǎn)。

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