工程師很少能清楚地預(yù)見到一項將影響未來幾年產(chǎn)品的技術(shù)的興起,但這正是我們所見證的 CAN FD Light 的興起。明天的贏家將是那些早早趕上潮流的人。因此,必須了解誰應(yīng)該考慮使用這項技術(shù)以及為什么。控制器局域網(wǎng) (CAN) 是博世1于 1980 年代初期開發(fā)的串行通信總線。該技術(shù)以當(dāng)時其他協(xié)議無法滿足的方式滿足汽車行業(yè)的獨(dú)特要求。從那時起,CAN 發(fā)展到解決更多的用例。例如,機(jī)場大門、建筑設(shè)備或工業(yè)應(yīng)用都使用標(biāo)準(zhǔn)或其變體 CAN-FD。
CAN FD(靈活數(shù)據(jù)速率)是 CAN 的高速版本,旨在滿足對更大帶寬的需求。該協(xié)議每幀保存 64 個字節(jié),是第一個 CAN 標(biāo)準(zhǔn)的 8 倍。由于雙比特率連接和更高的可靠性,它還允許更快的傳輸。然而,隨著汽車上傳感器數(shù)量的增加,工程師們意識到“更輕”的 CAN FD 協(xié)議可以提供巨大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。因此,2020 年,CAN in Automation (CiA) 組織宣布創(chuàng)建 CAN FD Light。
了解跡象并預(yù)測趨勢
在深入研究標(biāo)準(zhǔn)本身之前,F(xiàn)red 闡明了業(yè)界對 CAN FD Light 的熱情。事實上,一些公司已經(jīng)在使用它,甚至在它標(biāo)準(zhǔn)化之前。ST、奧迪和 OLEDWorks 最近展示了使用該協(xié)議的尾燈演示。歐洲和日本的汽車制造商表示積極反饋,CAN分析或測量設(shè)備制造商也表現(xiàn)出興趣。顯然,許多人在完全承諾之前仍在等待官方標(biāo)準(zhǔn)。然而,工作草案正在審查中,標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在 2021 年之前準(zhǔn)備好。因此,問題不再是行業(yè)是否會采用 CAN FD Light,而是何時采用。因此,工程師必須熟悉標(biāo)準(zhǔn),以確保他們不會落伍。 因此,讓我們解決三個可能會阻止團(tuán)隊盡早加入潮流的誤解。
1. CAN FD Light 與 CAN FD 不一樣,它使用了新的 Commander-Responder 架構(gòu)
遠(yuǎn)離多指揮官拓?fù)?/p>
“CAN FD Light”串行通信總線不僅僅是 CAN FD 的精簡版,而是一種新的架構(gòu)。雖然 CAN 或 CAN FD 使用多指令拓?fù)?,?CAN FD Light 依賴于指令-響應(yīng)架構(gòu)。在多命令設(shè)置中,所有單元(尾燈、傳感器、信息娛樂等)都需要一個帶有微控制器、電源等的模塊。此外,網(wǎng)絡(luò)必須將所有模塊相互連接并與中央控制器連接。CAN FD Light 的命令-響應(yīng)拓?fù)涓唵?,因為主控制器現(xiàn)在直接命令每個單元。隨著微控制器變得越來越強(qiáng)大,對中間模塊的需求已經(jīng)過時,從而實現(xiàn)更直接的通信。
比 CAN FD 更簡單,但同樣強(qiáng)大
工程師,尤其是那些在 CAN 或 CAN FD 方面有經(jīng)驗的工程師,將需要進(jìn)行調(diào)整,因為模塊不再需要仲裁。指揮官,即主控制器,只需將數(shù)據(jù)發(fā)送到特定單元,然后在必要時將其信息發(fā)回。CAN FD Light 迅速流行的一個原因是一些工程師已經(jīng)在以這種方式使用 CAN FD。盡管具有互連性,但有些人嚴(yán)重依賴主域,即使 CAN FD 的設(shè)計并未考慮到這一目的。然而,新協(xié)議本身就圍繞著這種更簡單的行為,為這些工程師提供了他們正在尋找的系統(tǒng)。此外,CAN FD Light 還受益于與 CAN FD 相同的穩(wěn)健性和安全特性。 例如,CAN FD Light 繼承了 CAN FD 的帶有循環(huán)冗余校驗 (CRC) 的 64 位數(shù)據(jù)幀。
2. CAN FD Light 不僅更簡單,還能提高效率
技術(shù)有效性
工程師經(jīng)常低估指揮官-響應(yīng)者拓?fù)鋵φw設(shè)計的影響。除了仲裁已過時,系統(tǒng)不再需要網(wǎng)絡(luò)上的錯誤幀來確保一致性。事實上,CAN FD Light 有一種直接的方法,可以將其作為純硬件解決方案來實現(xiàn)。事實上,傳統(tǒng)上,域控制器內(nèi)的軟件管理各種模塊。當(dāng) CAN 或 CAN FD 系統(tǒng)連接不同的復(fù)雜模塊時,該軟件可實現(xiàn)更大的靈活性。但是,工程師在處理環(huán)境傳感器或尾燈等更簡單的系統(tǒng)時不需要它。因此,CAN FD Light 是一項重大進(jìn)步,可確保團(tuán)隊不再需要編寫復(fù)雜的軟件系統(tǒng)來管理簡單的單元。
成本效益
CAN FD Light 的另一個重要優(yōu)勢是其成本效益。許多公司已經(jīng)在試驗它,因為移除單元和主控制器之間的控制模塊可以節(jié)省大量成本。例如,它大大減少了所需的微控制器數(shù)量。同樣,純硬件實現(xiàn)降低了軟件開發(fā)成本。此外,公司不再需要高精度陶瓷諧振器或晶體振蕩器。 實際上,CAN 的多指令拓?fù)湟竺織l總線準(zhǔn)確同步所有消息。大多數(shù)汽車制造商要求時鐘精度低于 0.1%,這反過來又需要昂貴的外部晶體。這種設(shè)備的價格可以占執(zhí)行器單元價格的一半。在 CAN FD Light 的指揮官-響應(yīng)系統(tǒng)中,響應(yīng)者的內(nèi)部時鐘就足夠了,因為主控制器是唯一一個發(fā)起通信的控制器。
3. CAN FD Light 許可證的可訪問性并不低,它們使用與其他 CAN 協(xié)議相同的通道
一些工程師可能不愿意采用 CAN FD Light,因為擔(dān)心其許可結(jié)構(gòu)可能涉及不同的公司。然而,該協(xié)議是 CAN FD 的演進(jìn),這意味著獲得許可證的過程與其他 CAN 標(biāo)準(zhǔn)相同。公司將為 CAN、CAN FD 或 CAN FD Light 許可證使用相同的渠道。因此,已經(jīng)熟悉該流程的公司可以輕松獲得新技術(shù)的使用權(quán)并迅速實施。因此,隨著行業(yè)接近 CAN FD Light 的標(biāo)準(zhǔn)化,進(jìn)入這種簡單技術(shù)的門檻很低,這很容易解釋為什么我們期望快速進(jìn)入市場。
審核編輯:郭婷
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