看好CAN FD車載網絡前景，TI發布系統基礎芯片

      CAN FD是一種通信協議，主要用于車載網絡，是CAN總線標準的升級版。自2019年以來，包括中國在內的車廠、一級經銷商（Tier 1）等，紛紛提出了對CAN FD芯片的需求。而在2019年以前，CAN FD幾乎無人問津。究其原因，新能源汽車和自動駕駛汽車對總線帶寬的需求不斷上升。

照片：TI接口產品部門產品線經理Charles Sanna

      CAN FD的芯片用量非常可觀，如果一輛汽車全部采用CAN FD，可能傳統車需要二十個左右的CAN FD系統基礎芯片，新能源車大約需要五十個相關芯片。為此，TI近日推出了TCAN4550-Q1芯片，TI接口產品部門產品線經理Charles Sanna向電子產品世界等媒體介紹了CAN FD及TI解決方案的優勢。

      1  CAN FD的優勢和挑戰

      CAN FD的主要優勢有兩個：1.過去汽車節點數很少，傳統CAN只有1Mbps總線帶寬，但現在需要很高的數據量，而CAN FD有5 Mbps的最大傳輸速率，支持高達64B的有效負荷。2.CAN FD可以向下兼容經典CAN。因此，無需新的連接器或電纜，但需要更新的處理器，這種新處理器需要包含CAN FD控制器和相關的CAN FD收發器。 

      不過，CAN FD的設計挑戰是：CAN FD方案需要盡量減少模塊或ECU的成本，以及節省PCB（印制板）尺寸，同時有更快的上市時間。

      2  TI的CAN FD系統基礎芯片

      TCAN4550-Q1芯片是TI近日發布的集成了CAN FD控制器和收發器等系統基礎芯片（SBC）。該芯片有四大優勢。

      第一，可以在不換MCU（微控制器）的情況下，就可輕松擴展到CAN FD。這樣的好處是原先的軟件和硬件架構都不受影響，也無需增加新的軟件，保護了原有的資源。這時分兩種情況：1.MCU內置CAN控制器，此時可直接相連；2.MCU不含CAN控制器，此時MCU可通過SPI接口連接TCAN4550-Q1（如下圖）。

      第二，傳輸速率可達8 Mbps。由于目前CAN FD協議規定的最高帶寬是5 Mbps，因此TI的此款SBC有很高的冗余。集成式的功能集，提高了設計靈活性。其中，包括70 mA的低壓差穩壓器（LDO）、看門狗計時器、故障切換模式和對3.3與5VI/O的支持。

      第三，經TI測算評估，新設計可減少一半的PCB布板面積。

      3  TI有豐富的接口產品

      實際上，除了此次發布的CAN FD的SBC，TI還有很多滿足車規的收發器接口產品，諸如車用CAN收發器、車用LIN收發器，3.3 V和5 V CAN收發器，隔離式CAN收發器等。

      本次發布會的明星——TCAN4550-Q1的相關支持材料都已在TI官網上，還有支持毫米波雷達應用的案例。另外，除了汽車用，還可用于工廠自動化中的CAN FD，例如馬達等需要越來越大的信息，對CAN FD的需求量也在提升。

      4 熱門問答

問：如果客戶自己想設計CAN FD芯片，有何挑戰呢？

答：客戶需要有CAN FD的IP，還要自己設計，開發需要幾年時間，而且還需要去進行車規認證。而TI的新芯片，不用動原來的CAN接口和系統架構，直接可用。

問：整輛車有很多節點，有的可能是CAN，有的是CAN FD，到底用哪種方式通信？

答：車里有可能是環狀、星型或混合網絡架構，較為復雜，總之，這取決于你要通信的對象采用了什么？例如對象是CAN，你就是CAN通信方式。

問：車用CAN與以太網的各自優勢是什么？

答：以太網的傳輸數據量大，適合圖像、音頻等多媒體信息傳輸，但缺點是只能點對點。CAN的優勢是可點對多點。