CAN是控制器局域網絡（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡稱,，是由德國BOSCH公司開發(fā)的,，并最終成為國際標準（ISO11898），在國際上應用最廣泛,。但是隨著汽車應用的發(fā)展,，汽車中總線通訊的數據量越來越大，例如電動汽車上,，汽車內部出現(xiàn)更多的輔助系統(tǒng)和人機交互系統(tǒng),，傳統(tǒng)的CAN總線在傳輸速率和帶寬方面顯得越來越力不從心，CAN-FD技術隨之出現(xiàn),。
CAN FD和CAN主要的區(qū)別有兩點：第一,，可變速率，CAN-FD采用了兩種位速率,，從控制場中的BRS位到ACK場之前（含CRC分界符）為可變速率,，其余部分為原CAN總線用的速率,。兩種速率各有一套位時間定義寄存器，它們除了采用不同的位時間單位TQ外,，位時間各段的分配比例也可不同,；第二，新的數據場長度,，CAN-FD對數據場的長度作了很大的擴充,，DLC最大支持64個字節(jié)，在DLC小于等于8時與原CAN總線是一樣的,，大于8時有一個非線性的增長,，所以最大的數據場長度可達64字節(jié)。
德州儀器（TI）接口產品部門產品線經理Charles (Chuck) Sanna
基于CAN FD的技術優(yōu)勢,，越來越多汽車開始采用這項技術,，但是由于原來的車用MCU都支持CAN，從CAN升級到CAN FD比較復雜,。TI的新款汽車系統(tǒng)基礎芯片（SBC）TCAN4550-Q1有望簡化升級的難度,。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(fā)器,，旨在滿足車載網絡對高帶寬和數據速率靈活性的需求,。它采用了幾乎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(tǒng)中CAN FD總線端口的數量，同時最少量地對硬件進行改動,?！?/p>
升級CAN FD的兩大優(yōu)勢
傳統(tǒng)的MCU不支持CAN FD，有的內置CAN,，有的沒有,，如果廠商要從CAN升級到CAN FD只能自行搭建外圍電路，設計流程比較復雜,。而TCAN4550-Q1集成了CAN FD控制器和收發(fā)器額系統(tǒng)基礎芯片（SBC）,，外圍設計比較簡單。
當然,，站在MCU廠商的角度也可以考慮將CAN升級為CAN FD,，但是這個過程比較復雜。Charles (Chuck) Sanna認為,，“這設計到芯片的IP,，MCU廠商首先面對的是IP，不是只把CAN 升級到CAN FD,，MCU需要做很多事情,，還要做認證，因此需要幾年時間，周期很長,。采用我們的芯片,，在不增加MCU資源的情況下，通過SPI接口加入系統(tǒng)中,，從系統(tǒng)成本角度來講是非常低,，從時間上講只需要增加接口，不需要動原來的接口,?！?/p>
傳統(tǒng)的汽車中一般需要20個CAN，而新能源汽車是傳統(tǒng)汽車的兩倍,，由于CAN FD的性能更高,，這就意味著從CAN到CAN FD的升級需求潛力巨大，因此汽車廠商需要擴展CAN FD的數量,。從上圖可以看出,，在擴展的過程中，TCAN4550-Q1由于集成了CAN FD,，只需要通過SPI就可以實現(xiàn)從CAN 到CAN FD的升級，如果MCU帶有CAN,，只需要通過TCAN 104x就可以完成升級,。
Charles (Chuck) Sanna解釋，“這兩條線速度不產生干擾,，軟件和架構也不受到影響,，唯一要做的是通過我們的芯片將CAN升級功能CAN FD，也不需要工程師增加軟件資源,?！?/p>
CAN FD向下兼容CAN
在汽車通訊中，涉及很多網絡節(jié)點,，不是所有客戶都需要從CAN升級到CAN FD,，也不是一輛車中所有CAN都需要升級到CAN FD，那么就可能出現(xiàn)兩者共存的情況,，這時候會出現(xiàn)什么問題,？
Charles (Chuck) Sanna表示，“從模組角度看,，CAN FD可以兼容CAN,，但是CAN無法兼容CAN FD，從汽車的角度分析,，CAN和CAN FD也可以協(xié)同工作,，當然用戶選擇哪種技術還要看具體需求?！?/p>
從技術角度分析,，Charles (Chuck) Sanna表示,，“這一方案具有更小的電源設計占用空間，憑借集成式125 mA低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器,，TCAN4550-Q1可以為自己供電,，此外，還能夠為傳感器或其它組件供應70 mA的外部輸出,。由于減少了對外部電源組件的需要,，電源設計所占的空間也因此變小。另外,，降低功耗,，TCAN4550-Q1可幫助設計師藉由喚醒和休眠功能降低待機時的系統(tǒng)功耗。提高最大數據傳輸率：全新SBC支持汽車在組裝期間能夠基于8 Mbps最高數據傳輸率來更快速地編寫汽車軟件程序,，超越了CAN FD協(xié)議的5 Mbps最高數據傳輸率,。 ”