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                首頁 > 專訪 > 技術專訪
                [導讀]近年來,新能源汽車與自動駕駛逐漸成為了汽車發展進程“趨之若鶩”的大熱門。傳統工藝中汽車的CAN總線通訊,已跟不上當下的數氣息在出現在他據量需求,CAN FD應運而生,講到CAN FD,就不恩怨可扯不上什麽關系得不提到CAN FD控制器和收發器,2019年6月21日,德州儀器(TI)推出了業界新款汽車系統人基礎芯片(SBC)TCAN4550-Q1,21IC中國電子準備一下吧網記者受邀參加此次發布會。

                近年來,新能源汽車與自動駕駛逐漸成為了汽車發展進程“趨之若鶩”的大熱門。傳統工藝中汽車大多使用CAN總線通訊,而在過去近30年的技術的發展下,更多的輔助哈哈哈系統與人機交互使得通訊數據越來越龐大,經典的CAN總線通訊已跟不上當下的數據量需身上黑光一閃求。現在已不再★是車載“節點數少,數據量小”的年代,因此CAN FD應運而生,以滿足車載網絡日益提高的帶寬和數據速率靈活性的要求。

                講到CAN FD,就不得不實力最低提到CAN FD控制器和收發器,簡單來說,它就像連接汽車神經網絡的大腦,幫助車載網絡數據發變為了可成長型神器揮出最大的功效。那麽有沒有一款芯片整合所有CAN FD所需的這些功々能?2019年6月21日,德州儀器(TI)推出了業界新款汽車系統基礎芯片(SBC)TCAN4550-Q1,21IC中國電子網記者受邀參加此次發布會。

                據德州儀器(TI)接口產品部▽門產品線經理Charles(Chuck)Sanna介紹,該芯片集成了使用靈活數據速率控制器局域網(CAN FD)的控制器和收發器,采用了幾乎卻無論怎麽努力都沖不破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↘高系統中CAN FD總線端口的數在四神獸量。

                他表示,此款芯片支持向下兼容經典CAN總線,所以可以甚至有點生氣最少量地對硬件進行改動。另外,4.5mm x 3.5mm的20引腳QFN,支持在小封裝內完成升級和擴展。正因新產品擁有如此眾多優異的特性,所以在產二十分之一業從CAN過度到CAN FD的進程中,相信該產品也將是產業升級的關鍵。

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                圖1:德州儀器(TI)接口產品部門產品線經理Charles(Chuck)Sanna

                 

                成本和尺寸:行業轉折的關鍵城主鶴王點

                 

                CAN FD是一種基於原始CAN總線標準(經典CAN)而構建的通信協議。與㊣傳統經典CAN相比,從之前的1Mbps升級到了 5 Mbps的最大數據傳輸速率,支持高達 64 字節的有效負荷。

                CAN FD在兼容性上也非常優秀,CAN FD仍舊可以向下兼容CAN,但CAN沒有涅辦法向上升級。因此一些現有的網絡架構,仍舊可以使用TCAN4550-Q1達到升級,無需新的連接器或電纜。但另一方重回毀天城(第二更)面,需要更新的處理器,新處理器需要包含CAN FD控制器和相關△的CAN FD收發器。

                值得一提的時候是,CAN FD和現有方案對比,在減少成本和PCB尺寸上擁有不可替代的優勢。

                現今板載空間隨著車載技術的提升限←制越來越大,行業急需更高的成本和板載空間的多芯片解決方案,CAN FD正是適用於現今發展階段的技術。

                據Chuck表示,從需求上來看,2019年及以前,對CAN FD的需一拳擊飛求還沒有那麽高。但2019年過年後,在溝通時發現整體需求突然間上升,主要原因是新能源汽車以及自動駕駛的爆發,兩個方面產生的數據量非常嗡大,傳統CAN傳輸數據是達不到的,因此需要玄雨四人恭敬垂首而立升級CAN FD來傳輸。

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                圖2:CAN FD相較經典CAN數據傳輸率提高5倍,數據有效負荷⊙增加8倍

                 

                系統基礎芯片(SBC):並不是純粹的“疊加”

                 

                系統基礎芯片(SBC)是一個集成組件,SBC的概念在市場上並不是一個新興的概念,不同於SoC的數字電源集成芯攔住他片,SBC是將汽車ECU所需的常見功能集成在一起,諸如網絡通信收你們根本不可能過發器、電壓調節器、診斷監控、開關飛?速?中?文?網更多更好無錯全小說和喚醒輸入等。

                那麽將所有功能結合在一起又與離散式方案有何區別,僅僅是∩單純地“疊加”在一起?答案是否定的。

                對於這個問題,Chuck表示,集中式方案(即SBC)對比離散式方案有著不可替代的優勢。一方面,SBC相較離散式竟然敢吞食我解決方案,PCB Layout占用轟面積會更小,可以讓工程師在有限的板載空間上大展拳腳。

                另一方面,離散式方案的成現在我也有祖龍玉佩了本未必會比集成式的好,因為SBC是從芯片層級進行整合,成本會更優。

                值得一提的是,離散式解決方案需要同時考慮收發器、控制器、看門狗以及供電的設計,還要考慮失效模式和保護模式,工程 師所承擔的壓力會更多、更大,並且從安全性來說,不一定可以達到定制化的SBC的安全性,其實也存在☆一定風險成本。

                當然,市場上也存在經典CAN與CAN FD混合使用的場景,如果只需改動其中一部分,TI也提供CAN FD的離散式解決方案,客戶可以根據需但火雨始終是沒有擊破黑色光罩求自由選擇最適合或成本最優的方案。

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                圖3:TI的CAN、LIN和SBC收發器接口系列

                當然,從經典CAN升級到CAN FD進程中,必然有一整個大殿之中就只剩下了定過渡期,不可能所有節點都直接轉換CAN FD,從成本上考慮這是不轟現實的,可能存在兩者共存的現象。那麽這會對通信傳輸產生影響嗎◣?Chuck對此解釋表示,CAN FD是可以向下兼容到CAN的,CAN是沒有辦法和CAN FD互通的,極端情況是存在混合框架的,但這並不影響CAN FD方※面的傳輸速率。另外,從與車廠貴賓溝通來看,目前也已慢慢在向整體CAN FD總線轉變,因為成本也不是非常高。

                 

                TCAN4550-Q1:解決時下最關註的的問題

                 

                問題一:成本問題

                Chuck表示,在CAN FD 升級過程中,事實上傳我們也可以不承認統架構中MCU需要配備CAN控制器,擴展系統比較簡單的方式,就是再去裝配一個一樣的設備,而在此過程中,MCU中的CAN控制器就會被重復不由驚呼出聲利用。因此每增加一個接口的同時相當額外再購買一個↘CAN控制器,這樣其實反倒是水元波滿臉驚喜也是在浪費MCU資源。但如果在現有架構下,利用TCAN4550-Q1升級CAN FD總線,MCU不會被重復利用,同時接口數量也增加了。

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                圖4:通過TCAN4550-Q1升級CAN FD總線

                問題二:外圍問題

                Chuck表示,TCAN4550-Q1把CAN以及其他功能集合在裏面, CAN FD總隨後突然憑空消失線的擴展中,單芯片解決方案有兩個LDO,總共120mA電流,其中70mA對外使用,這樣整體外圍的設計會相對簡單。

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                圖5:通過TCAN4550-Q1擴展CAN FD總線

                問題三:尺寸問題

                從上文敘述與行業發展特墨麒麟一下子被震退了數步點可知,尺寸越小帶給整體設計的驚喜就更多。4.5mm×3.5mm的20引腳對於一個集合5個功能的芯片來說,尺寸已經非〇常小了。而據Chuck表示,“小身材”中卻集合了“大奧妙”,其中包括兩個LDO、CAN控制器、CAN收發器和看門狗。

                除此之外,TCAN4550-Q1還具有四個主要特性:1、能夠向下Ψ 兼容;2、TCAN4550-Q1能則是一臉迷惑夠直接和12V電源對接;3、協議是5Mbps,但最高可以達到8Mbps速率;4、通過整合,工程師大概能一道人影正急速朝東嵐星飛來減少50% PCB layout的面積。

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                圖6:TCAN4550-Q1的優勢與特點

                總的來說,TCAN4550-Q1的單芯片解決方案,方便升級和擴好處無疑是巨大展CAN/CAN FD;超越CAN FD最高的數據傳輸率(超過5Mbps的CAN FD最高傳輸率,高達8Mbps);集成式功能集,提高了封天大結界設計靈活性;具有較小封裝尺寸,減少了板載空間。

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