I. Background dari Jaringan Komunikasi Kendaraan Energi Baru
Dengan perkembangan cepat kendaraan energi baru, intelijen dan otomatisasi kendaraan terus meningkat, yang membuat komunikasi antara unit kontrol elektronik (ECU) di kendaraan semakin kritis. Jaringan komunikasi seperti 'sistem saraf ' dari kendaraan energi baru, yang bertanggung jawab untuk mengirimkan berbagai instruksi kontrol dan informasi data untuk memastikan pekerjaan terkoordinasi dari berbagai sistem kendaraan.
Pada kendaraan energi baru, Sistem Manajemen Baterai (BMS) perlu berkomunikasi secara real time dengan pengontrol motor (MCU), unit kontrol kendaraan (VCU), dll. Untuk mencapai pemantauan status baterai yang akurat dan kontrol motor yang efisien, sehingga memastikan jangkauan dan kinerja daya kendaraan.
Ii.stroduction to can and can fd
1 、 dapat definisi dan pengembangan
Can, atau Controller Area Network, adalah salah satu fieldbus yang paling banyak digunakan di dunia. Awalnya dikembangkan oleh Bosch dari Jerman untuk sistem kontrol elektronik otomotif. Sejak rilisnya, CAN secara bertahap menjadi bus standar untuk sistem kontrol komputer otomotif dan LAN kontrol industri yang tertanam karena keandalannya yang tinggi, kinerja real-time, dan kemampuan anti-interferensi yang kuat. Pada mobil awal, bus CAN terutama digunakan untuk menghubungkan beberapa modul kontrol elektronik dasar, seperti unit kontrol mesin, unit kontrol transmisi, dll., Untuk mencapai interaksi data dan pekerjaan kolaboratif antara modul -modul ini.
2 、 Can FD Definisi dan Pengembangan
CAN FD (CAN dengan data fleksibel - laju) berarti CAN dengan laju variabel, yang merupakan versi yang ditingkatkan dari bus CAN. Ini memulai pengembangan protokol pada tahun 2011 dan dimasukkan dalam standar ISO11898 - 1 pada tahun 2015. CAN FD mengoptimalkan dan memperluas laju transmisi data dan format bingkai data sambil mempertahankan karakteristik dasar CAN.
Dengan pengembangan intelijen dan jaringan mobil, persyaratan untuk jaringan komunikasi di dalam kendaraan semakin tinggi dan lebih tinggi. Dapatkah FD muncul untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang muncul seperti Sistem Bantuan Driver Advanced (ADAS) dan kendaraan-ke-semuanya (V2X) untuk transmisi data berkecepatan tinggi dan besar.
III (1). Perbandingan Keuntungan Inti
Membandingkan
Deskripsi proyek
BISA
1. Kinerja real-time yang kuat Teknologi arbitrase non-destruktif: Ketika beberapa node mengirim data ke bus pada saat yang sama, node dengan prioritas tinggi dikirim terlebih dahulu, memastikan bahwa kerangka kontrol prioritas tinggi dapat ditransmisikan dalam waktu, dengan kinerja real-time yang kuat.
2. Keandalan tinggi, multi-master node: Dapat memiliki deteksi kesalahan dan mekanisme pemulihan yang kuat, termasuk pemeriksaan CRC, pemeriksaan bingkai, pemeriksaan respons, dll. Selama proses transmisi data, setelah kesalahan terdeteksi, node akan secara otomatis mengirimkan kembali data untuk memastikan keandalan komunikasi. Setiap node dalam jaringan dapat secara aktif mengirim dan menerima data, dengan fleksibilitas tinggi.
Bisa fd
1. Bingkai Besar Beban Data Bingkai Tunggal Data diperpanjang dari 8 byte kaleng hingga 64 byte, yang berarti bahwa jumlah frame yang diperlukan untuk FD sangat berkurang ketika jumlah data yang sama ditransmisikan, sehingga mengurangi beban bus dan meningkatkan efisiensi komunikasi.
2. Laju Data Lebih Tinggi Laju CAN FD adalah variabel, laju bit arbitrase dapat mencapai hingga 1Mbps (sama seperti CAN), dan laju bit data dapat mencapai hingga 8Mbps. Ini sepenuhnya kompatibel dengan kaleng standar, dan node kaleng standar dan node FD dapat hidup berdampingan di jaringan yang sama.
III (2). Kekurangan Kontras
Membandingkan
Deskripsi proyek
BISA
1. Keterbatasan Laju Data Laju data maksimum dibatasi hingga 1Mbps. Saat menghadapi beberapa skenario aplikasi dengan persyaratan laju transmisi data yang sangat tinggi, seperti transmisi data gambar kamera definisi tinggi, pemrosesan waktu-nyata dari sejumlah besar data sensor dalam mengemudi otonom, dll., Laju transmisi mungkin tidak memenuhi persyaratan, menghasilkan keterlambatan transmisi data dan mempengaruhi kinerja sistem.
2. Batasan Bingkai Beban Payload setiap bingkai data hanya 8 byte. Ketika sejumlah besar data perlu ditransmisikan, transmisi bingkai perlu sering dilakukan. Dalam sistem multimedia kendaraan energi baru, jika file musik berkualitas tinggi akan ditransmisikan, karena batas yang terbatas dapat membingkai beban, itu perlu dibagi menjadi sejumlah besar frame kecil untuk transmisi, yang tidak hanya meningkatkan waktu transmisi, tetapi juga dapat menyebabkan kehilangan paket dan kesalahan selama transmisi data dan data transmisi data dan kesalahan data
Bisa fd
1. Kompleksitas, membutuhkan dukungan perangkat keras yang diperbarui. Semakin tinggi laju transmisi, semakin tinggi persyaratan untuk lapisan fisik. Misalnya, untuk mencapai transmisi data berkecepatan tinggi, transceiver berkecepatan lebih tinggi, kabel transmisi yang lebih baik, dan sirkuit pemrosesan sinyal yang lebih kompleks diperlukan, yang meningkatkan kesulitan dan biaya desain dan implementasi perangkat keras.
2. Manajemen beban jaringan yang kompleks pada tingkat data tinggi, manajemen beban bus dan penanganan kesalahan lebih kompleks. Karena kecepatan transmisi data yang tinggi, setelah kesalahan terjadi, sejumlah besar data dapat hilang atau kesalahan dapat terjadi, membutuhkan lebih kompleks.
Iv. Perbandingan Skenario Aplikasi
01 Can Skenario Aplikasi
02 Can FD Skenario Aplikasi
Sasis dan Sistem Daya Kendaraan Energi Baru
Bidang otomatisasi industri
Sistem Bantuan Pengemudi Lanjutan (ADAS)
Ai
Sistem pengereman
Kendaraan-ke-semuanya (v2x)
Pengontrol motor
Persyaratan komunikasi volume bandwidth dan data tinggi
Sistem Manajemen Baterai
V. Saran Seleksi
(1) Saat memilih antara CAN dan CAN FD, Anda perlu mempertimbangkan persyaratan aplikasi spesifik dan kendala sistem.
(2) Untuk beberapa sistem elektronik otomotif tradisional yang peka terhadap biaya dan memiliki persyaratan transmisi data yang rendah, dapat menjadi pilihan yang ekonomis dan praktis.
(3) Untuk aplikasi mobil pintar yang muncul yang memiliki persyaratan ketat pada laju transmisi data dan volume data, dapat lebih baik memenuhi kebutuhan pengembangan mereka.
(4) Berdasarkan berbagai modul fungsional dan persyaratan komunikasi, dapat dan dapat FD dapat digunakan secara bersamaan dalam kendaraan yang sama untuk membangun jaringan komunikasi yang efisien dan fleksibel.
Vi (1). Masalah perangkat keras umum antarmuka
Kategori
Fenomena dan deskripsi
Masalah perangkat keras
Sirkuit Pendek Bus: Koneksi abnormal antara CAN_H dan CAN_L menyebabkan distorsi atau kehilangan sinyal. Ini mungkin disebabkan oleh keausan garis, kerusakan isolasi, dll., Yang menyebabkan garis saling menghubungi, atau benda eksternal memeras atau menusuk garis.
Masalah resistensi terminal: Resistansi terminal 120 ohm harus dipasang di kedua ujung bus CAN untuk memastikan integritas sinyal. Resistor rusak, tidak diinstal atau dipasang secara tidak benar.
Kegagalan konektor: Kontak, korosi atau kerusakan yang buruk pada konektor akan menyebabkan transmisi sinyal yang tidak stabil atau terganggu. Keausan setelah penggunaan jangka panjang, kelonggaran yang disebabkan oleh getaran, korosi yang disebabkan oleh lingkungan yang lembab, dll. Adalah penyebab umum.
Masalah pentanahan: Landasan yang buruk dapat memperkenalkan gangguan elektromagnetik, mempengaruhi kualitas transmisi sinyal, dan menyebabkan kesalahan atau kehilangan data.
Masalah catu daya: Catu daya yang tidak stabil, tegangan yang tidak mencukupi atau fluktuasi tegangan berlebihan, mempengaruhi operasi normal perangkat bus CAN.
Vi (2). Komunikasi umum dan masalah protokol antarmuka Can
Kategori
Fenomena dan deskripsi
Masalah komunikasi dan protokol
Redaman sinyal: Jika panjang bus terlalu panjang dan melebihi standar (biasanya 40 meter), atau kualitas garisnya buruk dan ada terlalu banyak cabang, sinyal akan dilemahkan, menghasilkan kesalahan transmisi data atau ketidakstabilan.
Konflik Data: Ada terlalu banyak node di bus, dan konflik kemungkinan terjadi ketika banyak node mengirim data secara bersamaan, yang mengakibatkan kegagalan atau kesalahan transmisi data.
Berbagai Komunikasi Baud Rate: Node yang berbeda menggunakan tingkat baud komunikasi yang berbeda, yang akan menyebabkan kegagalan komunikasi atau kesalahan transmisi data.
Kesalahan Protokol: Data yang dikirim oleh node tidak mematuhi spesifikasi protokol CAN, seperti kesalahan format bingkai, kesalahan panjang data, dll., Yang akan menyebabkan paket data dibuang atau disalahartikan.
Vi (3). Masalah lingkungan umum yang terkait dengan antarmuka CAN
Kategori
Fenomena dan deskripsi
Masalah lingkungan
Gangguan elektromagnetik: Medan elektromagnetik eksternal, seperti gangguan dari motor terdekat, transformator, peralatan radio, dll., Dapat menyebabkan transmisi sinyal yang tidak stabil, kesalahan atau kehilangan data.
Efek suhu: Suhu yang terlalu tinggi atau rendah dapat menyebabkan komponen elektronik terdegradasi dalam kinerja dan mengubah parameter, menghasilkan operasi peralatan yang tidak stabil dan mempengaruhi komunikasi bus CAN.
Kelembaban dan Getaran: Kelembaban yang berlebihan dapat menyebabkan korosi peralatan dan sirkuit pendek; Getaran dapat melonggarkan konektor dan mematahkan saluran, yang menyebabkan kegagalan komunikasi.
VII. Solusi Bus
Catatan: Induktor penindasan mode umum CML4532-510T. Volume pengiriman besar, kinerja biaya tinggi.