芯耀
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CAN 是控制器局域網(wǎng)絡（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡稱，是由德國 BOSCH 公司開發(fā)的，并最終成為國際標準（ISO11898），在國際上應用最廣泛。但是隨著汽車應用的發(fā)展，汽車中總線通訊的數(shù)據(jù)量越來越大，例如電動汽車上，汽車內(nèi)部出現(xiàn)更多的輔助系統(tǒng)和人機交互系統(tǒng)，傳統(tǒng)的 CAN 總線在傳輸速率和帶寬方面顯得越來越力不從心，CAN-FD 技術隨之出現(xiàn)。
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CAN FD 和 CAN 主要的區(qū)別有兩點：第一，可變速率，CAN-FD 采用了兩種位速率，從控制場中的 BRS 位到 ACK 場之前（含 CRC 分界符）為可變速率，其余部分為原 CAN 總線用的速率。兩種速率各有一套位時間定義寄存器，它們除了采用不同的位時間單位 TQ 外，位時間各段的分配比例也可不同；第二，新的數(shù)據(jù)場長度，CAN-FD 對數(shù)據(jù)場的長度作了很大的擴充，DLC 最大支持 64 個字節(jié)，在 DLC 小于等于 8 時與原 CAN 總線是一樣的，大于 8 時有一個非線性的增長，所以最大的數(shù)據(jù)場長度可達 64 字節(jié)。
德州儀器（TI）接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理 Charles (Chuck) Sanna
基于 CAN FD 的技術優(yōu)勢，越來越多汽車開始采用這項技術，但是由于原來的車用 MCU 都支持 CAN，從 CAN 升級到 CAN FD 比較復雜。TI 的新款汽車系統(tǒng)基礎芯片（SBC）TCAN4550-Q1 有望簡化升級的難度。據(jù)德州儀器（TI）接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理 Charles (Chuck) Sanna 介紹，“該芯片集成了使用靈活數(shù)據(jù)速率控制器局域網(wǎng)（CAN FD）的控制器和收發(fā)器，旨在滿足車載網(wǎng)絡對高帶寬和數(shù)據(jù)速率靈活性的需求。它采用了幾乎所有微控制器的串行外圍接口（SPI）總線來部署 CAN FD 接口或提高系統(tǒng)中 CAN FD 總線端口的數(shù)量，同時最少量地對硬件進行改動?！?/p>
升級 CAN FD 的兩大優(yōu)勢
傳統(tǒng)的 MCU 不支持 CAN FD，有的內(nèi)置 CAN，有的沒有，如果廠商要從 CAN 升級到 CAN FD 只能自行搭建外圍電路，設計流程比較復雜。而 TCAN4550-Q1 集成了 CAN FD 控制器和收發(fā)器額系統(tǒng)基礎芯片（SBC），外圍設計比較簡單。
當然，站在 MCU 廠商的角度也可以考慮將 CAN 升級為 CAN FD，但是這個過程比較復雜。Charles (Chuck) Sanna 認為，“這設計到芯片的 IP，MCU 廠商首先面對的是 IP，不是只把 CAN 升級到 CAN FD，MCU 需要做很多事情，還要做認證，因此需要幾年時間，周期很長。采用我們的芯片，在不增加 MCU 資源的情況下，通過 SPI 接口加入系統(tǒng)中，從系統(tǒng)成本角度來講是非常低，從時間上講只需要增加接口，不需要動原來的接口?！?/p>
傳統(tǒng)的汽車中一般需要 20 個 CAN，而新能源汽車是傳統(tǒng)汽車的兩倍，由于 CAN FD 的性能更高，這就意味著從 CAN 到 CAN FD 的升級需求潛力巨大，因此汽車廠商需要擴展 CAN FD 的數(shù)量。從上圖可以看出，在擴展的過程中，TCAN4550-Q1 由于集成了 CAN FD，只需要通過 SPI 就可以實現(xiàn)從 CAN 到 CAN FD 的升級，如果 MCU 帶有 CAN，只需要通過 TCAN 104x 就可以完成升級。
Charles (Chuck) Sanna 解釋，“這兩條線速度不產(chǎn)生干擾，軟件和架構也不受到影響，唯一要做的是通過我們的芯片將 CAN 升級功能 CAN FD，也不需要工程師增加軟件資源。”
CAN FD 向下兼容 CAN
在汽車通訊中，涉及很多網(wǎng)絡節(jié)點，不是所有客戶都需要從 CAN 升級到 CAN FD，也不是一輛車中所有 CAN 都需要升級到 CAN FD，那么就可能出現(xiàn)兩者共存的情況，這時候會出現(xiàn)什么問題？
Charles (Chuck) Sanna 表示，“從模組角度看，CAN FD 可以兼容 CAN，但是 CAN 無法兼容 CAN FD，從汽車的角度分析，CAN 和 CAN FD 也可以協(xié)同工作，當然用戶選擇哪種技術還要看具體需求。”
從技術角度分析，Charles (Chuck) Sanna 表示，“這一方案具有更小的電源設計占用空間，憑借集成式 125 mA 低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器，TCAN4550-Q1 可以為自己供電，此外，還能夠為傳感器或其它組件供應 70 mA 的外部輸出。由于減少了對外部電源組件的需要，電源設計所占的空間也因此變小。另外，降低功耗，TCAN4550-Q1 可幫助設計師藉由喚醒和休眠功能降低待機時的系統(tǒng)功耗。提高最大數(shù)據(jù)傳輸率：全新 SBC 支持汽車在組裝期間能夠基于 8 Mbps 最高數(shù)據(jù)傳輸率來更快速地編寫汽車軟件程序，超越了 CAN FD 協(xié)議的 5 Mbps 最高數(shù)據(jù)傳輸率。?”
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