看好CAN FD車(chē)載網(wǎng)絡(luò )前景，TI發(fā)布系統基礎芯片

      CAN FD是一種通信協(xié)議，主要用于車(chē)載網(wǎng)絡(luò )，是CAN總線(xiàn)標準的升級版。自2019年以來(lái)，包括中國在內的車(chē)廠(chǎng)、一級經(jīng)銷(xiāo)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(wú)人問(wèn)津。究其原因，新能源汽車(chē)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)對總線(xiàn)帶寬的需求不斷上升。

照片：TI接口產(chǎn)品部門(mén)產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)理Charles Sanna

      CAN FD的芯片用量非?？捎^(guān)，如果一輛汽車(chē)全部采用CAN FD，可能傳統車(chē)需要二十個(gè)左右的CAN FD系統基礎芯片，新能源車(chē)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(mén)產(chǎn)品線(xiàn)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

      CAN FD的主要優(yōu)勢有兩個(gè)：1.過(guò)去汽車(chē)節點(diǎn)數很少，傳統CAN只有1Mbps總線(xiàn)帶寬，但現在需要很高的數據量，而CAN FD有5 Mbps的最大傳輸速率，支持高達64B的有效負荷。2.CAN FD可以向下兼容經(jīng)典CAN。因此，無(wú)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(guò)，CAN FD的設計挑戰是：CAN FD方案需要盡量減少模塊或ECU的成本，以及節省PCB（印制板）尺寸，同時(shí)有更快的上市時(shí)間。

      2  TI的CAN FD系統基礎芯片

      TCAN4550-Q1芯片是TI近日發(fā)布的集成了CAN FD控制器和收發(fā)器等系統基礎芯片（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，就可輕松擴展到CAN FD。這樣的好處是原先的軟件和硬件架構都不受影響，也無(wú)需增加新的軟件，保護了原有的資源。這時(shí)分兩種情況：1.MCU內置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(guò)SPI接口連接TCAN4550-Q1（如下圖）。

      第二，傳輸速率可達8 Mbps。由于目前CAN FD協(xié)議規定的最高帶寬是5 Mbps，因此TI的此款SBC有很高的冗余。集成式的功能集，提高了設計靈活性。其中，包括70 mA的低壓差穩壓器（LDO）、看門(mén)狗計時(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，新設計可減少一半的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(mǎn)足車(chē)規的收發(fā)器接口產(chǎn)品，諸如車(chē)用CAN收發(fā)器、車(chē)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應用的案例。另外，除了汽車(chē)用，還可用于工廠(chǎng)自動(dòng)化中的CAN FD，例如馬達等需要越來(lái)越大的信息，對CAN FD的需求量也在提升。

      4 熱門(mén)問(wèn)答

問(wèn)：如果客戶(hù)自己想設計CAN FD芯片，有何挑戰呢？

答：客戶(hù)需要有CAN FD的IP，還要自己設計，開(kāi)發(fā)需要幾年時(shí)間，而且還需要去進(jìn)行車(chē)規認證。而TI的新芯片，不用動(dòng)原來(lái)的CAN接口和系統架構，直接可用。

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

答：車(chē)里有可能是環(huán)狀、星型或混合網(wǎng)絡(luò )架構，較為復雜，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(wèn)：車(chē)用CAN與以太網(wǎng)的各自?xún)?yōu)勢是什么？

答：以太網(wǎng)的傳輸數據量大，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)。