[原创] ​CAN FD成为新一代汽车市场的风向标

多年以来，CAN 通信协议一直在汽车市场占据着主要地位。但伴随着自动驾驶的向前推进，使得汽车功能不断增加——从1990年到2000年，车载总线节点的数量从大约10个节点变为40多个系统。同时，随着车载通信的需求进一步提高，使得数据传输变得越来越大，汽车CAN总线网络的数量也在不断增加。面对大数据所带来的压力，CAN通信协议也有些“心有余而力不足”。于是，CAN FD通信协议应运而生。

什么是CAN FD？

CAN FD通信协议是基于原始CAN总线标准而设计，继承了CAN总线的主要特性。它可以在确保多种车载网络数据传输率和吞吐量继续演进的同时，使得汽车微控制器和连接的系统能够以各种速率高效通信。

与传统CAN通信协议相比，CAN FD主要的优势在于：

• 更高的总线效率：5Mbps的最大数据传输速率，支持高达64字 节的有效负荷；

• 兼容经典CAN：无需新的连接器或电缆，但需要更新的处理器，新处理器需要包含CAN FD控制器和相关的CAN FD收发器；

• 受可用解决方案限制的转型：当前的多芯片解决方案需要更高的成本和板载空间。

TI接口产品部门产品经理Charles (Chuck) Sanna介绍道：“在2019年之前，汽车对CAN FD的需求不高。但从2019年伊始，就有很多合作伙伴开始将目光投向于CAN FD。” 正如Charles 所说的那样，由于雷达、超声波等感应元器件在汽车中的应用增多，就需要高速、可靠和稳定的车载网络接入到系统中，而这正是CAN FD的优势所在。

（TI接口产品部门产品经理Charles (Chuck) Sanna）

系统基础芯片（SBC）推动CAN FD的应用

虽然CAN FD在传输速率和带宽方面拥有着巨大的优势，但是，目前却没有可用于CAN FD的MCU支持。要实现CAN FD的快速升级首先需要使用支持CAN FD协议的MCU或控制器，基于这种情况，TI推出了首款集成了CAN FD控制器和收发器的系统基础芯片（SBC）——TCAN4550-Q1。

什么是SBC？ 据TI介绍，SBC是纯粹的集成电路，它将控制器局域网络（CAN）或本地互联网络（LIN）收发器与内部/外部“功率器件”集成在一起。该功率器件可以是低压差线性稳压器（LDO）、DC/DC转换器或两者兼有。

采用SBC的TCAN4550-Q1则可利用几乎所有微控制器的串行外围接口（SPI）总线，将传统的CAN升级至或添加CAN FD接口。利用SBC可以在最小程度上对原系统进行改动，并能实现CAN FD的功能。

TCAN4550-Q1的主要特点和优势：

• 单芯片解决方案，方便升级和扩展CAN/CAN FD：帮助设计师轻松快捷地添加或扩展CAN/CAN FD；

• 超越CAN FD最高的数据传输率：支持高达8 Mbps的数据传输率，超过5 Mbps的CAN FD最高数据传输率；

• 集成式功能集，提高了设计灵活性：包括70mA的低压差稳压器，看门狗计时器，故障切换模式和对3.3与5V I/O的支持；

• 较小封装尺寸，减少了板载空间：较之标准CAN收发器 (SOIC)封装，占用更小的板空间。

总的来说，TI的CAN FD产品继承了传统CAN的优势，并同时可以向下兼容经典CAN。使得原有的软件和硬件架构都不受影响。在升级的过程中，有效利用了原有的MCU资源。在CAN升级到CAN FD的过程中，改善的不仅是技术上的难题，还有时间成本的挑战。TI的TCAN4550-Q1，则可以帮助相关企业完成这个过渡。

CAN FD未来的发展空间巨大

除了汽车领域以外，CAN在工业自动化领域上的应用也很广泛。同样，工业领域也面临着大数据带来的革新——超出1 Mbps的数据传输速率的挑战。而CAN FD的推出，也可以帮助工业领域中的相关产品进行升级。

对此，除了TCAN4550-Q1产品以外，针对CAN FD通信协议，TI还推出了适用于汽车的CAN FD收发器，以及5V CAN FD收发器。

由智能引领的大数据时代，正在一点一点地影响着我们的生活。CAN FD对CAN的革新或许是通信领域中的一小步，但对大数据这个时代来说，这也可能是推进大数据得以落地应用的一大步。