省毫瓦以增里程；提升汽車CAN總線能效以增強燃油經濟性

　　局部網絡

　　當今的汽車可能包含大量ECU，高端車型中的ECU數量可能多達100個左右。大多數ECU(如果不是全部的話)連接至CAN總線，因此，CAN總線始終是啟用的。即使發動機熄火時，某些ECU必須保持工作，以維持遙控開鎖(RKE)等功能的運作。這么多數量的ECU連接至總線，對總體電能消耗有重要影響。

　　局部網絡(Partial Networking, PN)是一種用于降低能耗同時使ECU能夠對喚醒指令作出響應的技術。系統僅在某些特定時刻根據需要啟用部分網絡，而其它節點保持在低功率狀態。有幾種可能的局部網絡應用方案。針對公路用車頒布的CAN標準ISO 11898-6定義了選擇性喚醒功能，作為以高速媒體存取提供局部網絡的方式。當某個ECU不要求工作時，它可能斷開與CAN網絡的連接，只要沒有特定指令傳送給這個特別節點。

　　為了配合局部網絡功能，各個節點要求專用收發器中內置“選擇性喚醒功能”。這種選擇性喚醒功能使不工作的ECU的電流消耗能降低至汽車制造商通常規定的100 µA平均待機電流極限范圍內。即使有這樣的省電效果，但連接至總線ECU數量眾多，以致于對總線的總能耗進而對汽車的燃油消耗有較大影響。這種途徑的另一項缺點就是跟每顆IC中必須包含的額外選擇性喚醒電路相關的系統成本增加了。此外，網絡內所有節點都需要軟件適配，以配合應用局部網絡。這就增加了較大的系統開發負荷。

　　引入 CAN中繼器

　　通過將邏輯總線分割為兩個物理部分，使其中某個完整部分在不用時斷電，能夠獲得可貴的省電效果，如圖2所示。這可以通過在連接至CAN總線的某個模塊上引入雙向中繼器來實現。

　　常規模塊包含一個連接至總線的CAN收發器，此收發器將物理CAN信號轉換為由模塊的微控制器(MCU)處理的數字信號。通常情況下，連接至總線的所有模塊都是這種類型。增加一個帶內置CAN中繼器的模塊會創建一個點，總線在此點能從物理上分為兩個部分。

　　如圖4所示，CAN中繼器以與獨立式CAN收發器類似的方式連接微控制器。在此器件內部，端口A上的每個信號傳輸至端口B，而端口B上的每個信號傳輸至端口A。CAN總線信號在微控制器中被解釋(interpreted)。CAN總線數據的重復在中繼器芯片內部完成。當接收到進入休眠(Go-to-Sleep)指令時，端口之間的連接被斷開，有效地斷開端口B上網絡部分的連接。斷開連接部分上的所有節點都可以進入極低能耗的休眠模式。

　　這種方法簡單且性價比高，因為所有節點中除了一個節點外都可以使用標準ISO11898-2或ISO11898-5收發器來應用，而且無須軟件適配。僅要求使用一個中繼器。當使用這種技術時，重要的是計算顧及到線纜長度、傳輸速度及由中繼器導致的額外延遲等因素的總體時序。

　　采用這種方式來分割總線也增強了汽車的故障容限(如線纜對地或電池短路)能力。如果有要求，還可以通過插入額外的總線中繼器，來進一步限制這些所謂的“硬”總線故障。還可以防止帶有像增加電磁輻射及散熱問題等后果的“軟”錯誤影響整個網絡。

　　結論

　　當今的汽車制造商越來越注重將汽車中每個系統的能效提升至最高，以滿足更嚴格的排放及燃油經濟性目標。為了符合汽車購買者乃至地球的需求，如今，前所未有地更加重要的是，充分利用新的IC進展來更高效率地在從熄火到所有系統工作等各個使用模式管理電氣能耗。