CAN-bus現(xiàn)場總線在汽車中的應(yīng)用

對于CAN在汽車上的應(yīng)用，具有很多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者是國際標(biāo)準(zhǔn)，比如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization）的ISO11992、ISO11783以及汽車工程協(xié)會(huì)（Society of Automotive Engineers ）的SAE J1939。CAN總線已經(jīng)作為汽車的一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備列入汽車的整體設(shè)計(jì)中。

對此，很多世界級的半導(dǎo)體廠商專門針對CAN總線在汽車上的應(yīng)用，提出了自己的全套解決方案。下圖是PHILIPS半導(dǎo)體公司的汽車網(wǎng)絡(luò)解決方案。

通過上圖可以看到，藍(lán)色較粗線代表CAN總線，它連接了傳動(dòng)裝置控制單元、燈控單元、門控單元、座椅控制單元以及儀表盤控制單元等等。紅色較細(xì)線代表LIN總線，由LIN總線構(gòu)成的LIN網(wǎng)絡(luò)作為CAN網(wǎng)絡(luò)的輔助網(wǎng)絡(luò)，連接了車窗控制單元、雨刷控制單元、天窗控制單元等低速設(shè)備。

LIN網(wǎng)絡(luò)（Local Interconnect Network），由汽車廠商為汽車開發(fā)，作為CAN網(wǎng)絡(luò)的輔助網(wǎng)絡(luò)，目標(biāo)應(yīng)用在低端系統(tǒng)，不需要CAN的性能、帶寬以及復(fù)雜性。LIN的工作方式是一主多從，單線雙向低速傳送數(shù)據(jù)（最高20K位/秒），與CAN相比具有更低的成本，且基于UART接口，無需硬件協(xié)議控制器，使系統(tǒng)成本更低。

在未來的汽車中，由汽車廠商和半導(dǎo)體廠商共同組成的團(tuán)體FlexRay Consortium，致力于發(fā)展更高速的、具有容錯(cuò)性的、支持分布式控制系統(tǒng)的總線“X-by-Wire”，X-by-Wire的通信速率將達(dá)到10M。屆時(shí)，X-by-Wire將和CAN、LIN一起組成整個(gè)汽車的通信控制網(wǎng)絡(luò)。下圖為具備X-by-Wire的概念車型。

ECU中的CAN電路

- CAN控制器＋CAN收發(fā)器
- CAN控制器＋CAN收發(fā)器＋LIN收發(fā)器

下面的電路圖為在汽車電子ECU設(shè)計(jì)中推薦使用的電路圖。圖中，左邊的MCU部分（P87C52X2）可以根據(jù)應(yīng)用場合的需要而選擇適應(yīng)度更高的元器件。

建議：所有ECU的物理層電路應(yīng)保護(hù)收發(fā)器電路。此外，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)先考慮采用分離終端電路。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)為分離終端的形式，這樣，在汽車原型或ECU EMC的評估過程中，可以使CAN總線實(shí)現(xiàn)要求更高的抗干擾／幅射性能。只有當(dāng)各個(gè)收發(fā)器都使用這種功能時(shí)，才要求“Split”管腳的電路。當(dāng)然，在網(wǎng)絡(luò)中允許混合單終端和分離終端。

在ECU電路中，增加保護(hù)電路是必要的。另外，收發(fā)器板應(yīng)盡可能放在接近PCB邊沿連接器的位置。邊沿連接器和收發(fā)器之間不允許有其他EC。CAN_H/L或Tx/Rx電路不應(yīng)穿越總線或跳線。(end)