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CAN-bus 現場總線應用方案探討

 前言 

    2003年5月6日,PHILIPS正式授權:廣州周立功單片機發(fā)展有限公司為汽車電子產品線(含CAN-bus、汽車防盜器RFID、汽車傳感器)中國地區(qū)代理商。
    
    依靠強大的專業(yè)開發(fā)團隊、PHILIPS半導體的領先技術與國際CiA協會、ODVA協會的支持,我們致力于發(fā)展中國的CAN產品與應用事業(yè)。至現在,我們已成功開發(fā)出一系列CAN-bus教學、接口、工具、應用產品,能夠為客戶提供從“芯片”、“工具”、“模塊”、“方案”、“產品”等各個方面的服務,涉及CAN-bus多個行業(yè)與應用領域。我們自主開發(fā)的數個型號產品已經領先于國外技術水平,并已投入廣泛的實際應用。 
 
    CAN在汽車中的應用  

    對于CAN在汽車上的應用,具有很多行業(yè)標準或者是國際標準,比如國際標準化組織(International Organization for Standardization)的ISO11992、ISO11783以及汽車工程協會(Society of Automotive Engineers )的SAE J1939。CAN總線已經作為汽車的一種標準設備列入汽車的整體設計中。 
    
    對此,很多世界級的半導體廠商專門針對CAN總線在汽車上的應用,提出了自己的全套解決方案。下圖是PHILIPS半導體公司的汽車網絡解決方案。  

    通過上圖可以看到,藍色較粗線代表CAN總線,它連接了傳動裝置控制單元、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。紅色較細線代表LIN總線,由LIN總線構成的LIN網絡作為CAN網絡的輔助網絡,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備。 

    LIN網絡(Local Interconnect Network),由汽車廠商為汽車開發(fā),作為CAN網絡的輔助網絡,目標應用在低端系統,不需要CAN的性能、帶寬以及復雜性。LIN的工作方式是一主多從,單線雙向低速傳送數據(最高20K位/秒),與CAN相比具有更低的成本,且基于UART接口,無需硬件協議控制器,使系統成本更低。 
在未來的汽車中,由汽車廠商和半導體廠商共同組成的團體FlexRay Consortium,致力于發(fā)展更高速的、具有容錯性的、支持分布式控制系統的總線“X-by-Wire”,X-by-Wire的通信速率將達到10M。屆時,X-by-Wire將和CAN、LIN一起組成整個汽車的通信控制網絡。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設計中推薦使用的電路圖。圖中,左邊的MCU部分(P87C52X2)可以根據應用場合的需要而選擇適應度更高的元器件。 
 

    建議:所有ECU的物理層電路應保護收發(fā)器電路。此外,節(jié)點設計時,優(yōu)先考慮采用分離終端電路。將產品設計為分離終端的形式,這樣,在汽車原型或ECU EMC的評估過程中,可以使CAN總線實現要求更高的抗干擾/幅射性能。只有當各個收發(fā)器都使用這種功能時,才要求“Split”管腳的電路。當然,在網絡中允許混合單終端和分離終端。 

    在ECU電路中,增加保護電路是必要的。另外,收發(fā)器板應盡可能放在接近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電路不應穿越總線或跳線。

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本文標簽:CAN-bus 現場總線應用方案探討
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