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數(shù)字化制造

CAN-bus現(xiàn)場(chǎng)總線在汽車中的應(yīng)用

2025China.cn   2009年01月19日

對(duì)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn),比如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization)的ISO11992ISO11783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(duì)此,很多世界級(jí)的半導(dǎo)體廠商專門針對(duì)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(guò)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(kāi)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/秒),與CAN相比具有更低的成本,且基于UART接口,無(wú)需硬件協(xié)議控制器,使系統(tǒng)成本更低。

 

在未來(lái)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(chǎng)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(píng)估過(guò)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。

 

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/LTx/Rx電路不應(yīng)穿越總線或跳線

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