CAN FD 如何使非汽車應(yīng)用受益-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯CANFD如何使非汽車應(yīng)用受益-設(shè)計(jì)應(yīng)用由于汽車領(lǐng)域?qū)挼囊蟾?，CAN（控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）規(guī)范通過稱為CANFD的新迭代進(jìn)行了擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)速率。CAN具有成本、靈活性和魯棒性等優(yōu)勢(shì)，所有這些都非常有利于許多領(lǐng)域的非汽車應(yīng)用。CANFD擴(kuò)展的市場(chǎng)機(jī)會(huì)更加廣闊。本文介紹了CAN和CANFD的基礎(chǔ)知識(shí)，以及使用不同物理層或以CAN作為數(shù)據(jù)鏈路層的更高層協(xié)議的不同應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。首先，讓我們談?wù)凜AN相對(duì)于RS232或RS485等標(biāo)準(zhǔn)串行通信的優(yōu)勢(shì)。由于CAN具有更高的錯(cuò)誤檢測(cè)通信速度，因此它具有出色的穩(wěn)健性和更低的成本。成本和靈活性汽車行業(yè)重要的驅(qū)動(dòng)力是減少汽車中的布線量。由于采用雙絞線布線，布線相對(duì)容易，重量輕，價(jià)格便宜。終端電阻對(duì)于以更高速度運(yùn)行CAN和CANFD是必需的。靈活性是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槭褂酶喙?jié)點(diǎn)擴(kuò)展系統(tǒng)非常容易。

錯(cuò)誤檢測(cè)和魯棒性CAN和CANFD包含非常可靠的錯(cuò)誤檢查機(jī)制。位填充和監(jiān)視在層工作，而幀檢查、確認(rèn)和循環(huán)冗余檢查在OSI模型的第二層工作。位填充在五個(gè)連續(xù)的高位或低位之后添加一個(gè)交替位。具有相同級(jí)別的六個(gè)連續(xù)位表示錯(cuò)誤。位監(jiān)控會(huì)回讀每條發(fā)送的消息。如果存在差異（仲裁或確認(rèn)字段除外），則會(huì)檢測(cè)到錯(cuò)誤。一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)是可以非常及時(shí)地檢測(cè)到錯(cuò)誤。由于數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不同，循環(huán)冗余校驗(yàn)在CAN和CANFD上的實(shí)現(xiàn)方式不同。幀錯(cuò)誤（有時(shí)也稱為格式或格式錯(cuò)誤）使用預(yù)定義的值，這些值在接收端必須相同。每條消息都需要確認(rèn)。這三種錯(cuò)誤檢查機(jī)制在消息級(jí)別上運(yùn)行良好?？傊珻AN和CANFD非常健壯和可靠，具有多種不同的錯(cuò)誤檢查。在消息傳輸期間不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，并且可以防止消息沖突。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在發(fā)送之前等待一段時(shí)間的不活動(dòng)。情況二，同時(shí)發(fā)送消息，發(fā)送方檢測(cè)哪個(gè)消息具有更高的優(yōu)先級(jí)，并禁用具有較低優(yōu)先級(jí)的消息。與兩條消息都停止并稍后發(fā)送的以太網(wǎng)相比，在CAN上，優(yōu)先級(jí)的消息通過。高速和低延遲CAN支持高達(dá)1Mbps的數(shù)據(jù)速率。使用CANFD，可以提高控制和數(shù)據(jù)區(qū)域的數(shù)據(jù)速率，具體取決于CANFD控制器的時(shí)鐘。仲裁階段的速率保持在1Mbps。CAN的延遲小于145us，而對(duì)于具有8Msps和8Byte數(shù)據(jù)的CANFD，延遲小于58us。點(diǎn)擊查看完整大小的圖片短數(shù)據(jù)幀在延遲方面具有優(yōu)勢(shì)。完整包的傳輸和解碼速度更快，因此反應(yīng)時(shí)間也更快。隨著CANFD上傳輸速率的提高，這種影響甚至更大。與專為大數(shù)據(jù)量設(shè)計(jì)的TCP/IP通信相比，數(shù)據(jù)包相對(duì)較大，因此延遲增加。這意味著與10或100Mbit的TCP/IP通信相比，CANFD可能具有更短的反應(yīng)時(shí)間，具體取決于數(shù)據(jù)量，并顯示出更好的總體實(shí)時(shí)性能。

限制關(guān)于節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，理論上沒有限制，因?yàn)槊織l消息都可以發(fā)送到不同的節(jié)點(diǎn)。實(shí)際上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)引起總線上的信號(hào)反射，傳輸質(zhì)量取決于CAN收發(fā)器和物理層上的實(shí)現(xiàn)。這也是長(zhǎng)距離時(shí)速度受限的原因。通常的值是在CAN上多25個(gè)節(jié)點(diǎn)，在CANFD上多8個(gè)節(jié)點(diǎn)。汽車以外的應(yīng)用示例為什么在汽車應(yīng)用之外使用CANFD由于上述的巨大優(yōu)勢(shì)。CAN和CANFD廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，包括：樓宇自動(dòng)化電梯和升降機(jī)訪問控制、燈光控制和安全開門器空調(diào)汽車售后市場(chǎng)車隊(duì)跟蹤、車輛跟蹤用于預(yù)測(cè)性維護(hù)、遠(yuǎn)程信息處理、保險(xiǎn)和黑盒的日志記錄醫(yī)療保健設(shè)備工業(yè)的工業(yè)驅(qū)動(dòng)內(nèi)閣消費(fèi)者游戲機(jī)機(jī)器人學(xué)在主機(jī)和鏈?zhǔn)綀?zhí)行器之間帶有兩個(gè)CANFD控制器單元的MCU與TrustZone和Security相結(jié)合的一個(gè)很好的用例是樓宇自動(dòng)化中的一個(gè)控制單元，將安全部分與非安全部分分開。一個(gè)CANFD控制器可用于安全端，以控制關(guān)鍵組件，例如開門器、滑動(dòng)門和ID卡讀卡器。第二個(gè)CANFD可用于樓宇自動(dòng)化中的非關(guān)鍵控制部件，例如建筑物內(nèi)的電燈開關(guān)按鈕、燈泡和門。

雙CANFD單元的另一個(gè)用例是網(wǎng)關(guān)功能，例如大型樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、大型機(jī)柜和通信擴(kuò)展模塊。具有集成CANFD控制器的MCU有許多