电子发烧友网报道（文/吴子鹏）从CAN 2.0（控制器局域网 2.0）到CAN FD（具有灵活数据速率的CAN），被认为是汽车域控制器技术发展重要的节点。作为经典CAN，CAN 2.0为智能网联汽车提供了一个可靠、确定的通信通道，满足多ECU架构的控制和传输。不过，随着智能网联汽车升级，CAN 2.0的固定数据传输速率成为系统升级的掣肘，CAN FD成为行业新宠。 CAN FD在智能网联汽车中的应用作为经典CAN，CAN 2.0在智能网联汽车控制器局域网络中体现了很多优异性能，比如按照特定的优先顺序传输确保了稳定性，通过错误检查功能以保障数据可靠性等。不过，1 Mbps的传输速率使得CAN 2.0在应对高清视频、多传感等应用时，成为明显的瓶颈，CAN FD成为更好的选择。 CAN FD的出现是为了解决传统CAN总线的限制。它引入了灵活的数据速率，可以在高达8 Mbps的速率下工作，相比传统CAN有显著的速度提升。并且，工程师可以基于CAN FD根据需求动态调整数据传输速率，提供更高的灵活性。另外，相较于传统CAN协议，CANFD允许单帧数据长度从8字节增加到64字节，适应复杂应用中的大数据传输需求。 比如，在自动驾驶里，CAN FD可用于打造ECU、网关、域控制器和制动系统等。以一汽红旗的一款车型为例，该车型基于CAN FD打造了ADAS功能域控制器，包括拨杆换道、自动换道、自适应巡航、高速代驾、拥堵跟车、自动泊车等基本或高阶的功能。在方案打造过程中，一汽红旗将ADAS功能相关的报文分为2类，控制类和感知类。再根据每个单元功能的功能安全ASIL等级确定每条报文和信号的ASIL等级，进而制定每条信号的E2E校验策略。在这个方案里，CAN FD节点主要有网关控制器、ADAS 域控制器、ADAS 感知控制器、动力域控制器、底盘域控制器。 同时，由于该车型在座舱娱乐系统继续采用传统CAN，因此在中央网关里加入了CAN FD路由器，主要实现 PDUCAN FD路由功能、CAN-CAN FD路由功能。其中，CAN-FD到CAN总线的消息转发需要将DLC长达64 bytes的CAN-FD的消息帧拆分为多个DLC最长为8 bytes的CAN消息帧，需要数据场中的信号拆分重组，改变报文的ID、报文类型、DLC长度以及信号位置，这种路由方式称为信号路由。 在智能座舱方面，同样很多应用开始转向CAN FD。不过，不少工程师认为，CAN FD和以太网目前依然是打造智能座舱的充分条件，而不是必要挑战。 汽车级CAN FD芯片和方案目前，汽车级CAN FD方案是非常丰富的，并且也是国际厂商、国内厂商竞争的热点。在此，为大家推荐几款产品和方案。 首先是来自德州仪器（TI）的方案，TCAN1043N-Q1是德州仪器预发布的一款汽车级 CAN FD 收发器新品，符合面向汽车应用的 AEC Q100 标准，符合ISO 11898-2:2024高速CAN规范对物理层的要求，并且在RTM时将提供相关文档来协助进行功能安全系统设计，因此也是功能安全型产品。TCAN1043N-Q1支持传统CAN和CAN FD，数据速率最高可达8Mbps。TCAN1043N-Q1可通过INH输出引脚选择性地启用系 统上可能存在的各种电源，从而减少整个系统级别的电池电流消耗。这使得在低电流睡眠模式中，功率传送到除TCAN1043N-Q1以外的所有系统元件，同时对CAN总线进行监控。TCAN1043N-Q1可用于车身电子装置和照明、汽车网关、高级驾驶辅助系统 (ADAS）等汽车应用。 TLE9350BXSJ则是一款来自英飞凌的高速CAN FD收发器，满足ISO 11898-2:2016物理层规范以及SAE J1939和SAE J2284的要求，可用于汽车应用和工业应用的HS CAN系统。TLE9350BXSJ旨在保护微控制器免受网络内产生的干扰，具有非常高的ESD鲁棒性和优化的射频抗性，满足了严格的EMC测试限制，而无需额外的外部电路，如共模扼流圈。TLE9350BXSJ支持5Mbps的速率，可帮助实现发动机控制单元（ECU）、身体控制模块（BCM）、电动动力转向、传输控制单元（TCU）和底盘控制模块等汽车功能。 当然，目前国内厂商推出的汽车级CAN FD也很多。比如，茂睿芯推出的第二代CAN FD收发器MCAN1462，实现了CiA 601-4中定义的CAN SIC功能，能够有效提升信号质量，支持在复杂的总线拓扑中进行更高的通信速率和更可靠的数据传输。MCAN1462符合ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理层标准，最高支持10Mbps通信速率，支持±30V接收器共模输入电压，支持12V和24V车载系统。MCAN1462在实现CAN FD通信的同时，还提供总线±58V耐压的能力，还提供过流保护（OCP)、热关断保护（TSD)，以及VCC和VIO（仅限MCAN1462V系列）电源引脚上具有欠压保护等保护功能。 再比如，芯力特SIT1051AQ 是一款应用于 CAN 协议控制器和物理总线之间的接口芯片，可应用于车载、工业控制等领域，支持 5Mbps灵活数据速率CAN FD，具有在总线与 CAN 协议控制器之间进行差分信号传输的能力。SIT1051AQ满足ACE-Q100 认证，总线端口支持±58V耐压，且具有高抗电磁干扰能力，能够为工程师打造汽车级应用提供可靠的性能支持。 结语在汽车电子和智能化快速发展的背景下，国产半导体制造商推出的CAN总线和CAN FD收发器芯片迎来巨大的产业机会，除了茂睿芯、芯力特，金升阳、川土微电子、北京君正、络明芯等公司也在积极布局，并进行快速的产品迭代，不过车载网络领域的技术挑战仍然存在，依然有非常高的准入门槛，国产CAN FD收发器芯片还需要继续沉淀。