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（魏德齡/文）2019年開始，汽車市場對于CAN FD的需求開始猛增，原因在于新能源汽車、自動駕駛市場成為了不少消費者的關注重點，作為升級版汽車神經網絡的CAN FD也成為很多汽車廠家升級的目標。對于，德州儀器（TI）在本月發(fā)布了業(yè)界首款集成CAN FD控制器和收發(fā)器的SBC：TCAN4550-Q1，意在減少車載網絡的設計量和復雜性，縮短汽車上市時間。
2019年CAN FD需求猛增
據了解，在2019年之前汽車生產廠對于CAN FD的需求并不高，但據德州儀器接口產品部門產品線經理Charles Sanna透露，由于新能源汽車的市場增長，自動駕駛也已成為熱門話題，所有汽車廠商對于CAN FD的需求也開始突然間上升。
造成這種現象的原因在于，新能源汽車和自動駕駛車輛都會產生遠超傳統(tǒng)汽車的數據量，傳統(tǒng)CAN傳輸數據的能力無法應對。另外，一般傳統(tǒng)汽車的pot數量一般會在20個以內，新能源汽車卻可能要40-50個pot。
這里要說一下CAN架構的作用，它相當于車上的神經網絡，把一輛車中門、車窗、天窗中的信息傳遞給大腦，然后大腦發(fā)出指令給收發(fā)器，車上各個部分的通信即是通過通信協議CAN來做關聯。然而，傳統(tǒng)CAN的傳輸速率大概僅在1Mbps，面對越發(fā)增加的數據量就需要CAN FD來支撐。
CAN FD基于原始CAN總線標準而構建，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。CAN FD與傳統(tǒng)經典CAN相比它的差異化和優(yōu)點是：傳輸速率從之前的1Mbps升級到現在的5Mbps，可以做到64位；CAN FD仍舊可以向下兼容CAN，但CAN沒有辦法向上升級，因此一些現有的網絡架構，仍舊可以使用CAN FD達到升級。CAN FD和現有的其它方案對比，可以用傳統(tǒng)的經典CAN幫助大家減少成本以及PCB尺寸。
設計師希望SBC高集成高可靠
而把控制器局域網絡（CAN）或本地互聯網絡（LIN）收發(fā)器與內部/外部“功率器件”集成在一起的便是SBC（系統(tǒng)基礎芯片）。當設計師需要更多輸出功率，或需要離散式解決方案的布局選項并且該離散式解決方案需要收發(fā)器和離散式LDO或DC/DC轉換器，SBC便是理想的選擇。
相比于被更多人所熟悉的SoC，Charles Sanna這樣講解：“簡單來講，SBC就是個模擬器件的集合�！彼�表示：“SoC應該是數字電源集成芯片，SBC更多的是不會把一些非常純粹的MCU集成在里面，更多的是把模擬電源、其他信號鏈合在一起，尤其會增加一些保護功能，相當于更多圍繞著SoC外圍的應用，對外的通信會有CAN控制器，與此同時，如果只是CAN控制器，其實是缺少看門狗和保護的。SBC通常包含了保護功能，這也是SBC現在和未來著重發(fā)展的方向，但傳統(tǒng)的單一的CAN收發(fā)器或LIN收發(fā)器不會做這些�！�
目前，市場上近期在集成和性能方面的創(chuàng)新均拓展了SBC的使用。對汽車設計師而言，其高水平的集成和更高的可靠性可以使其實現質量更輕和成本更低的設計。從經典CAN向靈活數據速率CAN（CAN FD）的轉型，要求解決方案能夠彌補CAN FD控制器處理器可用性之間的差距，同時亦有助于增加經典CAN/CAN FD總線的數量。
首款集成CAN FD控制器和收發(fā)器的SBC發(fā)布
6月21日，德州儀器推出了業(yè)界首款集成CAN FD控制器和收發(fā)器的SBC：TCAN4550-Q1，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。
TCAN4550-Q1可以利用幾乎所有微控制器的串行外圍接口（SPI）總線，升級至或添加CAN FD接口，并只需對系統(tǒng)做極小的改動。利用現有處理器或改用較低陳本的解決方案就能實現CAN FD總線升級；還可輕松添加其他CAN/CAN FD總線，給工程師帶來很好的便利性。
TCAN4550-Q1功能方框圖
據德州儀器介紹，TCAN4550-Q1擁有四大優(yōu)勢：向下兼容、高速率、高功率以及較小封裝尺寸。這款SBC采用單芯片解決方案，幫助設計是方便升級和擴展CAN/CAN FD；最高速率超越CAN FD，支持高達8Mbps的數據傳輸率，超過5Mbps的CAN FD最高數據傳輸率；在提供自身電流的情況下，能額外提供70mA到外部，集成式功能集，提高了設計靈活性；同時較之標準CAN收發(fā)器封裝，占用更小的板空間，尺寸僅為4.5mm×3.5mm，還集成兩個LDO、CAN FD控制器、CAN FD收發(fā)器及看門狗。
除了TCAN4550-Q1，德州儀器還提供了CAN、LIN和SBC收發(fā)器接口系列產品，其中針對新能源汽車對于不同電之間的隔離需求，提供2.5kVrms和5kVrms電位隔離式CAN收發(fā)器，支持高達5Mbps的信令速率和±70V的總線故障保護。Charles Sanna介紹稱：“隔離式CAN主要針對新能源汽車，因為新能源汽車上面的電軌有400V，也有低壓軌12V、24V，不同的電之間需要進行隔離。”
