中國(guó)企業(yè)如何創(chuàng)新CAN FD技術(shù)

隨著汽車電子設(shè)備和自動(dòng)控制設(shè)備的快速發(fā)展和迭代更新，CAN系統(tǒng)總線中的機(jī)械設(shè)備和信息量大大增加，給CAN系統(tǒng)總線帶來了巨大的考驗(yàn)。因此，CAN FD應(yīng)時(shí)而生。CAN和CAN FDmac層的作用是相同的，都是3.3V/5V的思維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)。但傳統(tǒng)CAN的最高速度是1Mbps，最多支持8個(gè)信息字節(jié)數(shù)；而CAN FD的最高速度為8Mbps，最多支持64個(gè)信息字節(jié)數(shù)。因此，CAN 在提供可變傳輸速度、適應(yīng)傳統(tǒng)CAN協(xié)議的同時(shí)，F(xiàn)D帶來了更好的傳輸速度和效率。

然而，過去的國(guó)產(chǎn)CAN FD處理芯片的關(guān)鍵是走兼容的路經(jīng)，關(guān)鍵替代是指恩智浦等企業(yè)的產(chǎn)品。

適應(yīng)國(guó)際制造商的技術(shù)路徑

博世公司提出的一種串口通信協(xié)議，用于汽車的其他領(lǐng)域。在CAN系統(tǒng)的總線上，每個(gè)部分都有能力將信息發(fā)送到系統(tǒng)的總線上，信息的發(fā)送不需要遵循所有預(yù)設(shè)的時(shí)鐘頻率。通信是量化策略。

現(xiàn)代汽車，CAN FD用于連接和通信幾個(gè)分系統(tǒng)，例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECU）、cat25010vi-gt3傳感器，車內(nèi)儀表盤，車載多媒體等。當(dāng)然，在工業(yè)控制自動(dòng)化、航空航天、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)，CAN FD同樣被廣泛使用。當(dāng)建立相關(guān)技術(shù)時(shí)，CAN FD光纖收發(fā)器的主要功能包括提高通信速度、適用低能耗模式、提供強(qiáng)大的通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理能力。然而，此前的主要產(chǎn)品來自恩智浦、英飛凌、德州儀器和博世。

舉例來說，恩智浦的TJA1051T/3/1J、TJA1043等，是廣泛兼容中國(guó)芯片的目標(biāo)。與第一代和第二代機(jī)器設(shè)備相比，TJA1051T/3/1J的特性明顯提高，作為恩智浦第三代快速CAN光纖收發(fā)器，在CAN中在FD快速相位差中，時(shí)鐘頻率保證了5Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速度，并且提高了電磁兼容性（EMC）和靜電放電（ESD）特點(diǎn)，適用于汽車電子產(chǎn)品、工業(yè)控制系統(tǒng)等行業(yè)。

SIT1043Q該處理芯片系統(tǒng)的總端口號(hào)抗壓可達(dá)-58V至+58V，信號(hào)接收器的共模輸出電壓可達(dá)-30V至-30V。適用于12V或24V軟件系統(tǒng)。SIT1043Q采用雙電源供應(yīng)，具有多種系統(tǒng)保護(hù)和診斷功能，以提高元件和CAN的穩(wěn)定性。車輛控制器、車輛網(wǎng)關(guān)ip、ADAS高端輔助駕駛系統(tǒng)、在信息和娛樂等產(chǎn)品領(lǐng)域，SIT1043Q可以pin to 用pin代替TJA1043。

國(guó)產(chǎn)CAN FD光纖收發(fā)器不斷創(chuàng)新

自然，國(guó)內(nèi)廠商也在尋找開拓創(chuàng)新。目前，包括芯力特、茂瑞芯、川土微、思瑞浦、納芯微在內(nèi)的企業(yè)都有一些自主創(chuàng)新的CAN FD光纖收發(fā)器產(chǎn)品，尤其是工業(yè)CAN FD光纖收發(fā)器。舉例來說，川土微CA-IS2062A是一個(gè)隔離CAN。內(nèi)部結(jié)構(gòu)集成DC-DC轉(zhuǎn)換器FD光纖收發(fā)器，避免了外部隔離電源，合理節(jié)省了系統(tǒng)空間和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。這種光纖收發(fā)器能承受2.5kVRMS(1min)隔離電壓及其隔離電壓±150kV/μs常見的共模暫態(tài)抗擾性大大提高了部件的穩(wěn)定性。就原來的性能而言，CA-適用于5Mbps的IS2062A傳輸速度（CAN FD），而且在系統(tǒng)總線端口號(hào)端口號(hào)（CANH/CANL）提供過流保護(hù)維護(hù)，熱關(guān)閉維護(hù)及其實(shí)現(xiàn)±42V故障電壓保護(hù)，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)、建筑智能化、光儲(chǔ)充系統(tǒng)軟件、醫(yī)療器械、通信產(chǎn)品等行業(yè)。

納芯微NCA1042也是一款具有優(yōu)異特性的工業(yè) FD光纖收發(fā)器，可為控制板局域網(wǎng)提供（CAN）系統(tǒng)總線之間的接口是協(xié)議控制器和物理學(xué)兩條線。NCA1042實(shí)現(xiàn)ISO 11898-2:2016和SAE J2284-1至SAE J2284-5中定義的CAN物理層，可在CAN FD快速階段以高達(dá)5 Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率進(jìn)行可靠通信。

茂瑞芯MCAN1042也是一個(gè)很好的例子，這是一個(gè)汽車規(guī)則±CAN抗壓70V FD光纖收發(fā)器，5V電源供應(yīng)，適合3.3.V大力支持12V和24V車載智能系統(tǒng)的5V微控制器，該系列所有部件均適用于傳統(tǒng)CAN和5MbpsCAN FD，相關(guān)元件符合ISO11898-2:2016和ISO11898-5:2007mac層標(biāo)準(zhǔn)。MCAN1462是茂睿芯的第二代車規(guī)CAN FD。經(jīng)過AEC-Q100驗(yàn)證，光纖收發(fā)器是國(guó)內(nèi)首款適用于10Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)信號(hào)改進(jìn)水平的產(chǎn)品。

此外，根據(jù)思瑞浦2023年的財(cái)務(wù)報(bào)告，該公司是中國(guó)最早發(fā)布的汽車級(jí)CAN光纖收發(fā)器，用于包括車身電子、動(dòng)力裝置、車載車載娛樂系統(tǒng)和車載娛樂系統(tǒng)在內(nèi)的汽車級(jí)CAN光纖收發(fā)器等汽車系統(tǒng)。

從這種商品可以看出，國(guó)產(chǎn)CAN FD為了獲得個(gè)性化的核心競(jìng)爭(zhēng)力，光纖收發(fā)器也在積極尋找產(chǎn)品開發(fā)，在工業(yè)型和車規(guī)上都有一些引人注目的商品。

結(jié)束語

盡管看起來有些國(guó)產(chǎn)CAN FD芯片的特性已經(jīng)超過了國(guó)際制造商的產(chǎn)品，那么我們是否領(lǐng)先于世界？事實(shí)上，現(xiàn)階段，英飛凌、恩智浦、意法半導(dǎo)體、瑞薩等半導(dǎo)體制造商開始合理布局CAN XL協(xié)議的產(chǎn)品類別，大部分已經(jīng)向客戶進(jìn)行了檢驗(yàn)，在速度和效率方面都有了更大的提高，CAN與以太網(wǎng)接口的性能差異也進(jìn)一步提高。2024年3月22日，ISO 11898-2：2024年版本升級(jí)意味著新一代CAN總線即將到來，2048個(gè)信息字節(jié)數(shù)的CANXL乘勢(shì)而上，所以中國(guó)芯片在CAN的發(fā)展中依然處于追趕者的位置。