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(guān)注重點，作為升級版汽車神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的CAN FD也成為很多汽車廠家升級的目標(biāo)。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(wǎng)絡(luò)的設(shè)計量和復(fù)雜性，縮短汽車上市時間。

2019年CAN FD需求猛增

據(jù)了解，在2019年之前汽車生產(chǎn)廠對于CAN FD的需求并不高，但據(jù)德州儀器接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)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(xiàn)象的原因在于，新能源汽車和自動駕駛車輛都會產(chǎn)生遠(yuǎn)超傳統(tǒng)汽車的數(shù)據(jù)量，傳統(tǒng)CAN傳輸數(shù)據(jù)的能力無法應(yīng)對。另外，一般傳統(tǒng)汽車的pot數(shù)量一般會在20個以內(nèi)，新能源汽車卻可能要40-50個pot。

這里要說一下CAN架構(gòu)的作用，它相當(dāng)于車上的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，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(xié)議CAN來做關(guān)聯(lián)。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(shù)據(jù)量就需要CAN FD來支撐。

CAN FD基于原始CAN總線標(biāo)準(zhǔn)而構(gòu)建，以滿足車載網(wǎng)絡(luò)日益提高的帶寬和數(shù)據(jù)速率靈活性的要求。CAN FD與傳統(tǒng)經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，仍舊可以使用CAN FD達(dá)到升級。CAN FD和現(xiàn)有的其它方案對比，可以用傳統(tǒng)的經(jīng)典CAN幫助大家減少成本以及PCB尺寸。

設(shè)計師希望SBC高集成高可靠

而把控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）或本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）收發(fā)器與內(nèi)部/外部“功率器件”集成在一起的便是SBC（系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片）。當(dāng)設(shè)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(zhuǎn)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。”他還表示：“SoC應(yīng)該是數(shù)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(hù)功能，相當(dāng)于更多圍繞著SoC外圍的應(yīng)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(hù)的。SBC通常包含了保護(hù)功能，這也是SBC現(xiàn)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(shè)計師而言，其高水平的集成和更高的可靠性可以使其實現(xiàn)質(zhì)量更輕和成本更低的設(shè)計。從經(jīng)典CAN向靈活數(shù)據(jù)速率CAN（CAN FD）的轉(zhuǎn)型，要求解決方案能夠彌補(bǔ)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(jīng)典CAN/CAN FD總線的數(shù)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(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，同時最少量地對硬件進(jìn)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(xiàn)有處理器或改用較低陳本的解決方案就能實現(xiàn)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(jù)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(shè)計是方便升級和擴(kuò)展CAN/CAN FD；最高速率超越CAN FD，支持高達(dá)8Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率，超過5Mbps的CAN FD最高數(shù)據(jù)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(shè)計靈活性；同時較之標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)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(dá)5Mbps的信令速率和±70V的總線故障保護(hù)。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(jìn)行隔離。”