汽車智能化將CAN FD推到前臺，TI SBC產品將其效能最大化

單祥茹

CAN總線是德國BOSCH公司專為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議，通信速率最高可達1Mbpso隨著車載網絡數據傳輸率和吞吐量的不斷增加，基于原始CAN總線標準又誕生了一個新的通信協議標準-CAN FD，使得汽車微控制器和連接系統能夠以較高速率實現高效通信。CAN FD協議支持高達5Mbps的數據傳輸率和高達64字節的有效負荷，以非常高的安全水平支持分布式的實時控制，在下一代汽車應用中發揮著重要作用。

與傳統經典CAN相比，除了傳輸速率從之前的1Mbps升級到5Mbps，CAN FD還可以向下兼容CAN，只不過CAN不能向上升級到CANFD。因此，一些現有的網絡架構仍舊可以繼續使用，并通過更新處理器升級到CANFD。這種保持原有架構的升級方式，還能有效減少系統成本以及PCB尺寸。

過往因為對數據量需求不大，CAN FD在汽車中的應用并未全面鋪開。隨著高數據量的產生，對CAN FD的需求不斷提升。然而市場上目前正在使用的多芯片解決方案，需要更高的成本和板載空間。近日，德州儀器（TI）向業界推出的一款全新的汽車系統基礎芯片（SBC）TCAN4550-Q1，幫助設計師在無需更改微控制器的情況下集成CAN FD，降低了車載網絡的設計復雜性，并縮短了上市時間。

SBC的獨特優勢

不同于SoC，SBC是純粹的集成電路，它將CAN或本地互聯網絡（LIN）收發器與內部/外部 “功率器件”集成在一起。該“功率器件”可以是低壓差線性穩壓器（LDO）、DC/DC轉換器或兩者兼用。當設計師需要更多輸出功率，或需要離散式解決方案的布局選項并且該離散式解決方案需要收發器和離散式LDO或DC/DC轉換器，這時SBC是其理想選擇。

其實，SBC并不是新生事物，只是近期在集成和性能方面的創新拓展了它的使用。從經典CAN向靈活數據速率CAN FD轉型，要求解決方案能夠彌補CAN FD控制器處理器可用性之間的差距，同時亦有助于增加經典CAN/CAN FD總線的數量。

TCAN4550-Q1五大突出特點

TCAN4550-Q 1內部集成了CAN FD的控制器和收發器，旨在滿足車載網絡對高帶寬和數據速率靈活性的需求。它采用了幾乎所有微控制器的串行外圍接口（SPI）總線來部署CAN FD接口或提高系統中CAN FD總線端口的數量，同時最少量地對硬件進行改動。具體表現在五個方面。

1、簡化物料單（BOM）和削減系統成本：設計師依托高度集成的TCAN4550-Q1可以簡化設計，包括集成式士58VDC總線故障保護、看門狗計時器及故障切換模式。同時，TCAN4550-Q1還能夠交叉兼容經典CAN協議。

2、更輕松地在汽車設計中擴展總線：如果微控制器的CAN FD端口數量有限，設計師還可以使用這款芯片經由汽車系統中現有的SPI端口添加更多的CAN FD總線。通常，此類總線擴展需要重新設計系統，而在使用TCAN4550-Q1時則不必這樣做。

3、更小的電源設計占用空間：憑借集成式125mA低壓差（LDO）線性穩壓器，TCAN4550-Q1可以為自己供電，此外，還能為傳感器或其它組件供應70mA的外部輸出，因減少了對外部電源組件的需要，而占用了較小的電源設計空間。

4、降低功耗：TCAN4550-Q1有助設計師藉由喚醒和休眠功能降低待機時的系統功耗。

5、提高最大數據傳輸率：支持在汽車組裝期間基于8Mbps最高數據傳輸率更快速地編寫汽車軟件程序，超越了CAN FD協議的5 Mbps最高數據傳輸率。

TCAN4550-QI是業內第一款SBC，它集成了CAN FD控制器與收發器的產品，將CANFD、CAN、本地互聯網絡（LIN）收發器和電源組件集成到單一芯片解決方案中，其中包括TCAN4550-Q1與TLIN1441-Q1。與集成組件較少的市場上其他產品相比，這些高度集成的設備有助設計師減少他們的BOM、提高系統性能并使其設計更快上市。設計師還可將TI SBC與T1C2000微控制器配對，以輕松快捷地擴展可用總線端口數量和提升總體系統功能。

TI接口產品部門產品線經理Charles（Chuck）Sanna在TCAN4550-Q1產品說明會上表示，以往，在升級至或擴展CAN FD功能時，設計師不得不在其設計中整合多個分立的組件或徹底修改微控制器，這樣既耗時又成本高昂。借助TCAN4550-Q1，設計師能夠保有汽車電子和照明、高級駕駛員輔助系統（ADAS）及汽車網關設計的基于微控制器的現有架構，簡化了CANFD的升級或擴展。