滿足安全／帶寬需求的車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

　　Versluij還指出，FlexRay在元器件級別的實現(xiàn)成本要超過CAN。“但在系統(tǒng)級，情況則不一樣?！?Mentor Graphics的系統(tǒng)工程事業(yè)部的總經(jīng)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(shè)計網(wǎng)絡(luò)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(xù)更新其智能傳感器和高級控制器的汽車產(chǎn)品線，以支持所有的流行的車載網(wǎng)絡(luò)，如FlexRay、CAN、LIN、MOST、USB和以太網(wǎng)。德州儀器(TI)公司也提供支持FlexRay、CAN和LIN的芯片。

　　“我們?yōu)檫@些網(wǎng)絡(luò)提供集成在收發(fā)器內(nèi)的標準單元和內(nèi)核?！盩I公司模擬/混合信號部門的系統(tǒng)工程師Scott Monroe表示。他指出，雖然CAN在車內(nèi)的用量有很大增長，但需要將那些非緊急的CAN節(jié)點與安全關(guān)鍵性節(jié)點分開。

　　MCU也被大量用于FlexRay網(wǎng)絡(luò)。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(shù)。Adura Systems公司在模塊化電子可擴展架構(gòu)(MESA)傳動系統(tǒng)中選用了這款I(lǐng)C。MESA傳動系統(tǒng)提供高達100英里的純電動汽車驅(qū)動技術(shù)。

　　汽車內(nèi)的MCU(經(jīng)常被用作電子控制單元(ECU))的數(shù)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(fā)展趨勢是采用模塊化的控制單元，每個模塊控制車載網(wǎng)絡(luò)中汽車功能的一個特定子集。設(shè)計師正在試圖將車內(nèi)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(shè)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(yīng)需求非常關(guān)鍵。告警系統(tǒng)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(nèi)或車道外時發(fā)生的。汽車防撞告警系統(tǒng)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(xié)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(yīng)用，包括引擎、傳動和變速箱以及防抱死剎車系統(tǒng)(ABS)。

　　另外一種CAN是時間觸發(fā)式CAN(TT-CAN)。然而，許多人對TT-CAN抱懷疑態(tài)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(yīng)用。

　　“當你忽略CAN協(xié)議的優(yōu)點而把它用于較長的線路長度時，那它就不是CAN了?！盋AN協(xié)議最早開發(fā)人員之一、CC Group公司首席執(zhí)行官Wolfhard Lawrence表示。目前他專業(yè)從事汽車軟件、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的測試工作。

　　CAN協(xié)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(gòu)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(yīng)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(yīng)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(xié)議，這種協(xié)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(xié)議稱為“Goldilocks”,并指出，這不是單個協(xié)議，而是基于單個消息調(diào)度原理的協(xié)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(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在性能和功能方面與FlexRay車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相比極具競爭力。(來源：Dephi Automotive公司)