CAN FD是一種通信協(xié)議，主要用于車載網絡，是CAN總線標準的升級版。自2019年以來，包括中國在內的車廠、一級經銷商(Tier 1)等，紛紛提出了對CAN FD芯片的需求。而在2019年以前，CAN FD幾乎無人問津。究其原因，新能源汽車和自動駕駛汽車對總線帶寬的需求不斷上升。

　　照片：TI接口產品部門產品線經理Charles Sanna

　　CAN FD的芯片用量非常可觀，如果一輛汽車全部采用CAN FD，可能傳統(tǒng)車需要二十個左右的CAN FD系統(tǒng)基礎芯片，新能源車大約需要五十個相關芯片。為此，TI近日推出了TCAN4550-Q1芯片，TI接口產品部門產品線經理Charles Sanna向電子產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(zhàn)

　　CAN FD的主要優(yōu)勢有兩個：1.過去汽車節(jié)點數很少，傳統(tǒng)CAN只有1Mbps總線帶寬，但現在需要很高的數據量，而CAN FD又5 Mbps的最大傳輸速率，支持高達64B的有效負荷。2.CAN FD可以向下兼容經典CAN。因此，無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控制器和相關的CAN FD收發(fā)器。

　　不過，CAN FD的設計挑戰(zhàn)是：CAN FD方案需要盡量減少模塊或ECU的成本，以及節(jié)省PCB(印制板)尺寸，同時有更快的上市時間。

　　2 TI的CAN FD系統(tǒng)基礎芯片

　　TCAN4550-Q1芯片是TI近日發(fā)布的集成了了CAN FD控制器和收發(fā)器等系統(tǒng)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，也無需增加新的軟件，保護了原有的資源。這時分兩種情況：1.MCU內置CAN控制器，此時可直接相連;2.MCU不含CAN控制器，此時MCU可通過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(guī)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(wěn)壓

　　器(LDO)、看門狗計時器、故障切換模式和對3.3與5VI/O的支持。

　　第三，經TI測算評估，新設計可減少一半的PCB布板面積。

　　3 TI有豐富的接口產品

　　實際上，除了此次發(fā)布的CAN FD的SBC，TI還有很多滿足車規(guī)的收發(fā)器接口產品，諸如車用CAN收發(fā)器、車用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)布會的明星——TCAN4550-Q1的相關支持材料都已在TI官網上，還有支持毫米波雷達應用的案例。另外，除了汽車用，還可用于工廠自動化中的CAN FD，例如馬達等需要越來越大的信息，對CAN FD的需求量也在提升。

　　4 熱門問答

　　問：如果客戶自己想設計CAN FD芯片，有何挑戰(zhàn)呢?

　　答：客戶需要有CAN FD的IP，還要自己設計，開發(fā)需要幾年時間，而且還需要去進行車規(guī)認證。而TI的新芯片，不用動原來的CAN接口和系統(tǒng)架構，直接可用。

　　問：整輛車有很多節(jié)點，有的可能是CAN，有的是CAN FD，到底用哪種方式通信?

　　答：車里有可能是環(huán)狀、星型或混合網絡架構，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：車用CAN與以太網的各自優(yōu)勢是什么?

　　答：以太網的傳輸數據量大，適合圖像、音頻等多媒體信息傳輸，但缺點是只能點對點。CAN的優(yōu)勢是可點對多點。