CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡(jiǎn)稱，是由德國(guó)BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898），在國(guó)際上應(yīng)用最廣泛。但是隨著汽車應(yīng)用的發(fā)展，汽車中總線通訊的數(shù)據(jù)量越來越大，例如電動(dòng)汽車上，汽車內(nèi)部出現(xiàn)更多的輔助系統(tǒng)和人機(jī)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(shù)隨之出現(xiàn)。
CAN FD和CAN主要的區(qū)別有兩點(diǎn)：第一，可變速率，CAN-FD采用了兩種位速率，從控制場(chǎng)中的BRS位到ACK場(chǎng)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(shí)間定義寄存器，它們除了采用不同的位時(shí)間單位TQ外，位時(shí)間各段的分配比例也可不同；第二，新的數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度，CAN-FD對(duì)數(shù)據(jù)場(chǎng)的長(zhǎng)度作了很大的擴(kuò)充，DLC最大支持64個(gè)字節(jié)，在DLC小于等于8時(shí)與原CAN總線是一樣的，大于8時(shí)有一個(gè)非線性的增長(zhǎng)，所以最大的數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度可達(dá)64字節(jié)。
德州儀器（TI）接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理Charles (Chuck) Sanna
基于CAN FD的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，越來越多汽車開始采用這項(xiàng)技術(shù)，但是由于原來的車用MCU都支持CAN，從CAN升級(jí)到CAN FD比較復(fù)雜。TI的新款汽車系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）TCAN4550-Q1有望簡(jiǎn)化升級(jí)的難度。據(jù)德州儀器（TI）接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理Charles (Chuck) Sanna介紹，“該芯片集成了使用靈活數(shù)據(jù)速率控制器局域網(wǎng)（CAN FD）的控制器和收發(fā)器，旨在滿足車載網(wǎng)絡(luò)對(duì)高帶寬和數(shù)據(jù)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(shù)量，同時(shí)最少量地對(duì)硬件進(jìn)行改動(dòng)。”
升級(jí)CAN FD的兩大優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的MCU不支持CAN FD，有的內(nèi)置CAN，有的沒有，如果廠商要從CAN升級(jí)到CAN FD只能自行搭建外圍電路，設(shè)計(jì)流程比較復(fù)雜。而TCAN4550-Q1集成了CAN FD控制器和收發(fā)器額系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC），外圍設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。
當(dāng)然，站在MCU廠商的角度也可以考慮將CAN升級(jí)為CAN FD，但是這個(gè)過程比較復(fù)雜。Charles (Chuck) Sanna認(rèn)為，“這設(shè)計(jì)到芯片的IP，MCU廠商首先面對(duì)的是IP，不是只把CAN 升級(jí)到CAN FD，MCU需要做很多事情，還要做認(rèn)證，因此需要幾年時(shí)間，周期很長(zhǎng)。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(shí)間上講只需要增加接口，不需要?jiǎng)釉瓉淼慕涌凇！?/p>
傳統(tǒng)的汽車中一般需要20個(gè)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(jí)需求潛力巨大，因此汽車廠商需要擴(kuò)展CAN FD的數(shù)量。從上圖可以看出，在擴(kuò)展的過程中，TCAN4550-Q1由于集成了CAN FD，只需要通過SPI就可以實(shí)現(xiàn)從CAN 到CAN FD的升級(jí)，如果MCU帶有CAN，只需要通過TCAN 104x就可以完成升級(jí)。
Charles (Chuck) Sanna解釋，“這兩條線速度不產(chǎn)生干擾，軟件和架構(gòu)也不受到影響，唯一要做的是通過我們的芯片將CAN升級(jí)功能CAN FD，也不需要工程師增加軟件資源。”
CAN FD向下兼容CAN
在汽車通訊中，涉及很多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不是所有客戶都需要從CAN升級(jí)到CAN FD，也不是一輛車中所有CAN都需要升級(jí)到CAN FD，那么就可能出現(xiàn)兩者共存的情況，這時(shí)候會(huì)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(dāng)然用戶選擇哪種技術(shù)還要看具體需求。”
從技術(shù)角度分析，Charles (Chuck) Sanna表示，“這一方案具有更小的電源設(shè)計(jì)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?yàn)閭鞲衅骰蚱渌M件供應(yīng)70 mA的外部輸出。由于減少了對(duì)外部電源組件的需要，電源設(shè)計(jì)所占的空間也因此變小。另外，降低功耗，TCAN4550-Q1可幫助設(shè)計(jì)師藉由喚醒和休眠功能降低待機(jī)時(shí)的系統(tǒng)功耗。提高最大數(shù)據(jù)傳輸率：全新SBC支持汽車在組裝期間能夠基于8 Mbps最高數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸率。 ”