滿足安全／帶寬需求的車載網絡設計

　　Versluij還指出，FlexRay在元器件級別的實現成本要超過CAN。“但在系統級，情況則不一樣。” Mentor Graphics的系統工程事業部的總經理Serg Leef認為，“CAN在帶寬和可靠性方面具有很大的局限性。為對此進行補償，工程師在設計網絡時只使用總帶寬的很少一部分，以便提高消息能及時到達的可能性，但這也降低了CAN的性價比。”

　　NEC電子美國公司等IC制造商正在繼續更新其智能傳感器和高級控制器的汽車產品線，以支持所有的流行的車載網絡，如FlexRay、CAN、LIN、MOST、USB和以太網。德州儀器(TI)公司也提供支持FlexRay、CAN和LIN的芯片。

　　“我們為這些網絡提供集成在收發器內的標準單元和內核。”TI公司模擬/混合信號部門的系統工程師Scott Monroe表示。他指出，雖然CAN在車內的用量有很大增長，但需要將那些非緊急的CAN節點與安全關鍵性節點分開。

　　MCU也被大量用于FlexRay網絡。飛思卡爾半導體的S12XF MCU就是一個例子。這個MCU包含了集成式FlexRay技術。Adura Systems公司在模塊化電子可擴展架構(MESA)傳動系統中選用了這款IC。MESA傳動系統提供高達100英里的純電動汽車驅動技術。

　　汽車內的MCU(經常被用作電子控制單元(ECU))的數量越來越多，這不僅增加了成本，而且這些MCU提供的過多控制功能不斷增加了復雜性。今后的發展趨勢是采用模塊化的控制單元，每個模塊控制車載網絡中汽車功能的一個特定子集。設計師正在試圖將車內典型的35至40個MCU(有的車型甚至有多達100個MCU)精簡到20至25個集成相同功能的單元。然而，對那些具有許多ECU的高級設計來說，CAN可能會達到其極限。

　　對汽車來說高等級的決斷和實時響應需求非常關鍵。告警系統問題是在檢測往前開的汽車在直行或變更車道時是否在車道內或車道外時發生的。汽車防撞告警系統必須能在高速條件下實時工作，并使用多個低成本傳感器測量復雜的三維場景。

種類繁多的CAN

　　市場上有許多版本的CAN協議。CAN在車上的使用最早可追溯到1994年。最流行的三種版本分別是容錯CAN(FT-CAN)、高速CAN(HS CAN)和單線CAN(SW-CAN)。所有CAN都用于車門、天窗、儀表板、溫度控制等自動車身控制功能。HS-CAN還用于傳動系應用，包括引擎、傳動和變速箱以及防抱死剎車系統(ABS)。

　　另外一種CAN是時間觸發式CAN(TT-CAN)。然而，許多人對TT-CAN抱懷疑態度，主要原因是TT-CAN線纜長度很有限。帶寬在1Mbps時最大長度只有40米，因此只能局限于短距離應用。

　　“當你忽略CAN協議的優點而把它用于較長的線路長度時，那它就不是CAN了。”CAN協議最早開發人員之一、CC Group公司首席執行官Wolfhard Lawrence表示。目前他專業從事汽車軟件、系統和網絡的測試工作。

　　CAN協議具有較大而且可變的抖動。為了使TT-CAN更可預測和更加可靠，美國凱特靈大學的研究人員Juan R.Pimentel和Mentor Graphics公司的Jason Paskvan做了各種試驗，以表征基于實際CAN的通信架構中的抖動特性。他們提出了一種更具確定性的FlexCAN，這是一種用于線傳控制應用的拓撲，不會降低靈活性(圖4)。

圖4：FlexCAN是一種用于線傳控制應用的拓撲，不會降低靈活性。

尋找最佳平衡點

　　Delphi公司的B．Perry Compton提出了一種串行通信協議，這種協能夠在CAN和FlexRay之間達到開銷、復雜性、吞吐量、成本和實時性能的最佳平衡。Compton將他的協議稱為“Goldilocks”,并指出，這不是單個協議，而是基于單個消息調度原理的協議集(圖5)。

圖5：Goldilocks控制器試圖在開銷、復雜性、吞吐量、成本和實時性能之間取得最佳“平衡點”。Goldilocks后向兼容CAN車載網絡協議，在性能和功能方面與FlexRay車載網絡協議相比極具競爭力。(來源：Dephi Automotive公司)