CAN-bus現場(chǎng)總線(xiàn)在汽車(chē)中的應用

對于CAN在汽車(chē)上的應用，具有很多行業(yè)標準或者是國際標準，比如國際標準化組織（International Organization for Standardization）的ISO11992、ISO11783以及汽車(chē)工程協(xié)會(huì )（Society of Automotive Engineers ）的SAE J1939。CAN總線(xiàn)已經(jīng)作為汽車(chē)的一種標準設備列入汽車(chē)的整體設計中。

對此，很多世界級的半導體廠(chǎng)商專(zhuān)門(mén)針對CAN總線(xiàn)在汽車(chē)上的應用，提出了自己的全套解決方案。下圖是PHILIPS半導體公司的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )解決方案。

通過(guò)上圖可以看到，藍色較粗線(xiàn)代表CAN總線(xiàn)，它連接了傳動(dòng)裝置控制單元、燈控單元、門(mén)控單元、座椅控制單元以及儀表盤(pán)控制單元等等。紅色較細線(xiàn)代表LIN總線(xiàn)，由LIN總線(xiàn)構成的LIN網(wǎng)絡(luò )作為CAN網(wǎng)絡(luò )的輔助網(wǎng)絡(luò )，連接了車(chē)窗控制單元、雨刷控制單元、天窗控制單元等低速設備。

LIN網(wǎng)絡(luò )（Local Interconnect Network），由汽車(chē)廠(chǎng)商為汽車(chē)開(kāi)發(fā)，作為CAN網(wǎng)絡(luò )的輔助網(wǎng)絡(luò )，目標應用在低端系統，不需要CAN的性能、帶寬以及復雜性。LIN的工作方式是一主多從，單線(xiàn)雙向低速傳送數據（最高20K位/秒），與CAN相比具有更低的成本，且基于UART接口，無(wú)需硬件協(xié)議控制器，使系統成本更低。

在未來(lái)的汽車(chē)中，由汽車(chē)廠(chǎng)商和半導體廠(chǎng)商共同組成的團體FlexRay Consortium，致力于發(fā)展更高速的、具有容錯性的、支持分布式控制系統的總線(xiàn)“X-by-Wire”，X-by-Wire的通信速率將達到10M。屆時(shí)，X-by-Wire將和CAN、LIN一起組成整個(gè)汽車(chē)的通信控制網(wǎng)絡(luò )。下圖為具備X-by-Wire的概念車(chē)型。

ECU中的CAN電路

- CAN控制器＋CAN收發(fā)器
- CAN控制器＋CAN收發(fā)器＋LIN收發(fā)器

下面的電路圖為在汽車(chē)電子ECU設計中推薦使用的電路圖。圖中，左邊的MCU部分（P87C52X2）可以根據應用場(chǎng)合的需要而選擇適應度更高的元器件。

建議：所有ECU的物理層電路應保護收發(fā)器電路。此外，節點(diǎn)設計時(shí)，優(yōu)先考慮采用分離終端電路。將產(chǎn)品設計為分離終端的形式，這樣，在汽車(chē)原型或ECU EMC的評估過(guò)程中，可以使CAN總線(xiàn)實(shí)現要求更高的抗干擾／幅射性能。只有當各個(gè)收發(fā)器都使用這種功能時(shí)，才要求“Split”管腳的電路。當然，在網(wǎng)絡(luò )中允許混合單終端和分離終端。

在ECU電路中，增加保護電路是必要的。另外，收發(fā)器板應盡可能放在接近PCB邊沿連接器的位置。邊沿連接器和收發(fā)器之間不允許有其他EC。CAN_H/L或Tx/Rx電路不應穿越總線(xiàn)或跳線(xiàn)。(end)