从CAN 2.0到CAN FD，国产汽车级CAN FD迎来了机遇

2024-09-03

电子爱好者网报道(文章 / 吴子鹏）从 CAN 2.0(控制器局域网网 2.0）到 CAN FD(数据速率灵活的 CAN），它被称为汽车域控制器技术发展的重要节点。作为经典 CAN，CAN 2.0 为智能联网汽车提供一条可靠、确定的通信通道，满足许多需求 ECU 控制和传输结构。然而，随着智能联网汽车的升级，CAN 2.0 将固定的数据传输速率转化为系统更新的约束，CAN FD 成为行业新宠。

CAN FD 应用于智能联网汽车

作为经典 CAN，CAN 2.0 许多优异的性能体现在智能联网汽车控制器的局域网中，如按照特定的优先顺序传输来保证稳定性，并通过错误的检查功能来保证数据的可靠性。然而，1 Mbps 促进了传输速度 CAN 2.0 面临超清视频、多传感等应用，成为明显的瓶颈，CAN FD 成为更好的选择。

CAN FD 出现是为了解决传统问题。 CAN 限制总线。该系统引入了灵活的数据速率，可以达到高达 8 Mbps 与传统相比，在速度下工作。 CAN 有明显的速度提升。并且，工程师可以基于工程。 CAN FD 对数据传输速度进行动态管理，提供更高的灵活性。另外，与传统相比 CAN 协议，CANFD 允许单帧数据的长度从 8 字节增加到 64 在复杂的应用中，字节适应大数据传输的需要。

比如，在自动驾驶中，CAN FD 可用于打造 ECU、网关、域控制器、制动系统等。以一汽红旗的一款车型为例，该车型是以一汽红旗为基础的。 CAN FD 打造了 ADAS 功能控制器，包括基本或高级功能，如拨杆换道、自动换道、自动巡航、高速代驾、拥挤跟车、自动泊车等。一汽红旗将在方案建设过程中 ADAS 与功能相关的报道分为 2 类，控制类和感知类。然后根据每个单元的功能安全。 ASIL 确定每个报告和信号的等级。 ASIL 等级，从而制定每个信号的等级。 E2E 校验策略。在这个计划中，CAN FD 节点主要包括网关控制器，ADAS 域控制器、ADAS 感知控制器，动力域控制器，底盘域控制器。

与此同时，由于该车型继续采用传统的驾驶舱娱乐系统。 CAN，所以加入了中央网关。 CAN FD 主要实现路由器 PDUCAN FD 路由功能、CAN-CAN FD 路由功能。其中，CAN-FD 到 CAN 转发总线消息需要 DLC 将近 64 bytes 的 CAN-FD 新闻帧被分成多个 DLC 最长为 8 bytes 的 CAN 信息帧，需要对数据场内的信号进行拆分重组，改变报告。 ID、报文类型、DLC 长度和信号位置，这种路由方式称为信号路由。

就智能驾驶舱而言，许多应用程序也开始转向 CAN FD。然而，许多工程师认为，CAN FD 与以太网相比，目前仍然是构建智能座舱的充分条件，而非必要的挑战。

汽车级 CAN FD 芯片和方案

现在，汽车级别 CAN FD 该方案十分丰富，也是国际厂商、国内厂商竞争的热点。在这里，为大家推荐一些产品和方案。

第一个来自德州仪器（TI）TCAN1043N-Q1 一款汽车级别的德州仪器预发布。 CAN FD 新的收发器产品，符合汽车应用的要求 AEC Q100 标准，符合 ISO 11898-2:2024 高速 CAN 规范对物理层的需求， RTM 在设计功能安全系统时，应提供相关文件，所以也是功能安全产品。Q1043NTCAN-Q10 支持传统 CAN 和 CAN FD，最高的数据速度可以达到 8Mbps。Q1043NTCAN-Q10 支持传统 CAN 和 CAN FD，最高的数据速度可以达到 8Mbps。Q1043NTCAN-Q10 可通过 INH 选择性地启用导出引脚系统各种电源都可能出现在统上，从而减少整个系统级别的电池电流消耗。因此，在低电流睡眠模式下，将功率输送到除去 Q1043NTCAN-Q10 除此之外的所有系统元件， CAN 监控总线。Q1043NTCAN-Q10 可用于车身电子设备及照明，汽车网关，高级驾驶辅助系统 ( ADAS）等待汽车应用。

BXSJSTLE9350 这是一款来自英飞凌的高速公路 CAN FD 收发器，满足 ISO 11898-2:2016 物理层的规范和 SAE J1939 和 SAE J2284 可用于汽车应用和工业应用的需求 HS CAN 系统。BXSJSTLE9350 目的是保护微处理器免受网络内部的影响，具有很高的效果。 ESD 鲁棒性和射频抗性的优化，满足严格的要求 EMC 无需额外的外部电路，如共模扼流圈，检测限制。BXSJSTLE9350 支持 5Mbps 速度，可以帮助实现发动机控制模块（ECU）、身体控制模块（BCM）、电力转向，传输控制模块（TCU）汽车功能，如底盘控制模块。

当然，目前国内厂商推出的汽车级别 CAN FD 也很多。举例来说，茂睿芯推出的第二代 CAN FD 收发器完成MCAN1462 CiA 601-4 中界定的 CAN SIC 功能性，能有效提高信号质量，支持在复杂的总线拓扑内进行更高的通信速度和更可靠的数据传输。MCAN1462 符合 ISO 11898-2:2016 和 ISO 11898-5:2007 最高支持的物理标准 10Mbps 通讯速度，支持 ± 30V 支持接收器共模输入电压， 12V 和 24V 车载系统。MCAN1462 在推进 CAN FD 在通信的同时，还提供总线。 ± 58V 抗压能力，还提供过流保护（OCP ) 、热关断保护（TSD ) ，以及 VCC 和 VIO（仅限 MCAN1462V 系列)电源引脚具有欠压等保护功能。

例如，芯力特 SIT1051AQ 这是一个应用程序 CAN 协议控制器与物理总线之间的接口芯片可以应用于汽车、工业控制等领域，支持 5Mbps 数据速度灵活 CAN FD，有总线和总线 CAN 差分信号传输在协议控制器之间的能力。SIT1051AQ 满足 ACE-Q100 认证，支持总线端口 ± 58V 抗压能力强，且抗电磁干扰能力强，能为工程师建设汽车级应用提供可靠的性能支持。

结语

随着汽车电子和智能化的快速发展，国内半导体制造商推出了 CAN 总线和 CAN FD 收发器芯片迎来了巨大的工业机遇。除了茂瑞芯、芯力特，金升阳、川土微电子、北京郑钧、络明芯等公司也在积极布局，快速迭代产品。然而，汽车网络领域仍然存在技术挑战，进入条件仍然非常高。国产 CAN FD 收发芯片还需要继续沉淀。

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